Este documento describe las transformaciones de fases sólidas que ocurren en materiales como el hierro. Explica que las transformaciones cercanas al equilibrio permiten la difusión de elementos. Luego se detalla el proceso de nucleación y crecimiento de fases, incluyendo factores que afectan la nucleación homogénea y heterogénea como el sobreenfriamiento, la energía de interfase y la presencia de defectos. Finalmente, se explica cómo la velocidad de nucleación, crecimiento y transformación total varían con la temperatura.
1) La solidificación de metales y aleaciones implica nucleación y crecimiento, donde se forman pequeños grupos de átomos (embriones) que pueden crecer en núcleos estables si superan un tamaño crítico.
2) La nucleación puede ser homogénea, dentro del líquido sin influencia de impurezas, o heterogénea, influenciada por superficies.
3) La nucleación homogénea depende de la energía libre de volumen y superficial asociada al tamaño del núcleo, siendo la energ
El documento presenta diversas correlaciones para calcular el número de Nusselt y el coeficiente de transferencia de calor por convección en diferentes geometrías como placas planas, tubos y carcasas. Incluye correlaciones para regímenes laminar, transicional y turbulento que permiten estimar la transferencia de calor en función de parámetros como el número de Reynolds y Prandtl. En total se describen más de 40 ecuaciones para su cálculo.
Este documento presenta la teoría cinética de los gases. Explica que los gases se componen de moléculas en movimiento aleatorio que chocan entre sí y con las paredes del recipiente. Esto permite derivar expresiones para la presión, energía cinética y calor específico de los gases ideales. También describe la distribución de velocidades de las moléculas y otras propiedades estadísticas basadas en la mecánica estadística.
Este documento describe los tres mecanismos principales de transmisión de calor: conducción, convección y radiación. Explica las ecuaciones que rigen cada mecanismo y provee ejemplos de su aplicación, como el cálculo de la evolución de la temperatura a lo largo del tiempo en una barra sometida inicialmente a una fuente de calor en un extremo. También analiza la transmisión de calor por convección y deduce la ecuación diferencial que la describe.
El documento describe la transmisión de calor por conducción en sólidos. Explica la ley de Fourier, la conductividad calorífica y el flujo de calor en estado estacionario y no estacionario para láminas, cilindros y sólidos semiinfinitos. Incluye ecuaciones para calcular la velocidad de flujo de calor y la distribución de temperaturas en estos casos.
Práctica 14 Análisis de la Eficiencia de una Superficie Extendida (Aleta)JasminSeufert
El documento describe un experimento para analizar la eficiencia de una aleta en la disipación de calor. Se midió la transferencia de calor en un cilindro metálico liso y uno con aletas anulares, colocando agua caliente en ambos. Los datos recolectados durante 15 minutos mostraron que la aleta aumentó la tasa de enfriamiento y el flujo de calor disipado, con una eficiencia calculada del 82.1%.
Este documento describe diferentes ciclos termodinámicos. Explica que un ciclo termodinámico es un proceso o conjunto de procesos por los que un sistema vuelve al mismo estado inicial. Describe ciclos como el ciclo de Carnot, el ciclo de Brayton que modela el comportamiento de una turbina de gas, el ciclo de Rankine utilizado en centrales eléctricas, y ciclos de refrigeración como el ciclo de Carnot inverso.
Transferencia de calor desde superficies extendidasMECATRÓNICA
El documento describe los conceptos de transferencia de calor desde superficies extendidas como aletas. Las aletas mejoran la transferencia de calor al aumentar el área de superficie entre un sólido y el fluido adyacente. El documento analiza la distribución de temperatura en diferentes configuraciones de aletas y formula la eficiencia de las aletas individuales y de los arreglos de aletas.
1) La solidificación de metales y aleaciones implica nucleación y crecimiento, donde se forman pequeños grupos de átomos (embriones) que pueden crecer en núcleos estables si superan un tamaño crítico.
2) La nucleación puede ser homogénea, dentro del líquido sin influencia de impurezas, o heterogénea, influenciada por superficies.
3) La nucleación homogénea depende de la energía libre de volumen y superficial asociada al tamaño del núcleo, siendo la energ
El documento presenta diversas correlaciones para calcular el número de Nusselt y el coeficiente de transferencia de calor por convección en diferentes geometrías como placas planas, tubos y carcasas. Incluye correlaciones para regímenes laminar, transicional y turbulento que permiten estimar la transferencia de calor en función de parámetros como el número de Reynolds y Prandtl. En total se describen más de 40 ecuaciones para su cálculo.
Este documento presenta la teoría cinética de los gases. Explica que los gases se componen de moléculas en movimiento aleatorio que chocan entre sí y con las paredes del recipiente. Esto permite derivar expresiones para la presión, energía cinética y calor específico de los gases ideales. También describe la distribución de velocidades de las moléculas y otras propiedades estadísticas basadas en la mecánica estadística.
Este documento describe los tres mecanismos principales de transmisión de calor: conducción, convección y radiación. Explica las ecuaciones que rigen cada mecanismo y provee ejemplos de su aplicación, como el cálculo de la evolución de la temperatura a lo largo del tiempo en una barra sometida inicialmente a una fuente de calor en un extremo. También analiza la transmisión de calor por convección y deduce la ecuación diferencial que la describe.
El documento describe la transmisión de calor por conducción en sólidos. Explica la ley de Fourier, la conductividad calorífica y el flujo de calor en estado estacionario y no estacionario para láminas, cilindros y sólidos semiinfinitos. Incluye ecuaciones para calcular la velocidad de flujo de calor y la distribución de temperaturas en estos casos.
Práctica 14 Análisis de la Eficiencia de una Superficie Extendida (Aleta)JasminSeufert
El documento describe un experimento para analizar la eficiencia de una aleta en la disipación de calor. Se midió la transferencia de calor en un cilindro metálico liso y uno con aletas anulares, colocando agua caliente en ambos. Los datos recolectados durante 15 minutos mostraron que la aleta aumentó la tasa de enfriamiento y el flujo de calor disipado, con una eficiencia calculada del 82.1%.
Este documento describe diferentes ciclos termodinámicos. Explica que un ciclo termodinámico es un proceso o conjunto de procesos por los que un sistema vuelve al mismo estado inicial. Describe ciclos como el ciclo de Carnot, el ciclo de Brayton que modela el comportamiento de una turbina de gas, el ciclo de Rankine utilizado en centrales eléctricas, y ciclos de refrigeración como el ciclo de Carnot inverso.
Transferencia de calor desde superficies extendidasMECATRÓNICA
El documento describe los conceptos de transferencia de calor desde superficies extendidas como aletas. Las aletas mejoran la transferencia de calor al aumentar el área de superficie entre un sólido y el fluido adyacente. El documento analiza la distribución de temperatura en diferentes configuraciones de aletas y formula la eficiencia de las aletas individuales y de los arreglos de aletas.
1) El documento describe los pasos para construir modelos matemáticos de procesos, desde identificar variables y parámetros hasta resolver ecuaciones. 2) Se explica que la experiencia permite simplificar suposiciones sin alterar significativamente los resultados. 3) Como ejemplo, se modela la transferencia de calor en una vara sumergida en un líquido caliente, considerando diferentes niveles de complejidad en las suposiciones.
Este documento contiene 22 preguntas de opción múltiple sobre conceptos básicos de transferencia de calor como ecuaciones de conducción de calor, condiciones de frontera, flujo de calor y balance de energía. Las preguntas abarcan temas como los tipos de transferencia de calor (estacionaria, transitoria, unidimensional, etc.), expresiones matemáticas de condiciones de frontera, definiciones de flujo de calor y requisitos para describir completamente un problema de transferencia de calor. El documento parece ser parte de una evalu
El documento analiza las propiedades eléctricas de elementos PTC y NTC y su relación con la temperatura. Explica que los PTC incrementan su resistencia con la temperatura debido a la formación de barreras de potencial, mientras que los NTC disminuyen su resistencia con la temperatura. También describe los circuitos y materiales utilizados para medir y analizar el comportamiento de ambos elementos.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la conducción estacionaria unidimensional de calor. Explica la ley de Fourier y cómo se puede usar para calcular el flujo de calor a través de sistemas planos, cilíndricos y esféricos de una o más capas. También introduce conceptos como la resistencia térmica y el coeficiente global de transferencia de calor, y proporciona ejemplos numéricos para ilustrar los métodos.
Este documento trata sobre la transferencia de calor por conducción en sistemas unidimensionales. Explica la ley de Fourier y cómo se puede usar para calcular el flujo de calor a través de placas planas, paredes multicapas, cilindros y esferas. También introduce conceptos como la resistencia térmica y el coeficiente global de transferencia de calor, y proporciona ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos.
Este documento trata sobre conceptos fundamentales de termodinámica e incluye las siguientes secciones: 1) la ecuación de estado del gas ideal, 2) el equivalente mecánico del calor descubierto por Joule, y 3) diferentes mecanismos de transferencia de calor como conducción, convección y radiación.
Este documento analiza la relación entre la resistencia eléctrica y la temperatura para dos elementos de circuito, PTC y NTC. Explica que los resistores PTC aumentan su resistencia con la temperatura, mientras que los NTC disminuyen su resistencia. También describe los materiales, circuitos y teoría involucrados, incluidas las aplicaciones y propiedades eléctricas de los resistores PTC y NTC.
El documento analiza la relación entre la resistencia eléctrica y la temperatura para elementos PTC y NTC. Describe los materiales y circuitos utilizados, explicando que los PTC incrementan su resistencia con la temperatura mientras que los NTC la reducen. Además, detalla las propiedades eléctricas de ambos, incluyendo sus curvas de resistencia-temperatura y corriente-voltaje.
El documento describe los conceptos fundamentales de la difusión en metales y aleaciones desde una perspectiva matemática y física. Explica la ecuación de Arrhenius y cómo se puede usar para calcular la tasa de difusión a diferentes temperaturas. También describe las leyes de Fick de la difusión, incluida la primera ley que relaciona el flujo con el gradiente de concentración, y la segunda ley que vincula el cambio en la concentración con el tiempo. Finalmente, presenta ejemplos del efecto Kirkendall durante la difusión en
Este documento describe un experimento para determinar la eficiencia y el calor disipado por una aleta. El objetivo era medir las temperaturas de una aleta cilíndrica calentada con agua y usar los datos para calcular la eficiencia real y geométrica. Los resultados mostraron que la eficiencia real fue de 0.6, menor que la eficiencia geométrica de 0.9, presumiblemente debido a que las aletas no estaban bien soldadas al cilindro central.
El documento describe un problema de diseño de intercambiador de calor de tubo y coraza para enfriar queroseno y calentar aceite crudo. Se proporcionan las tasas de flujo, capacidades caloríficas, temperaturas de entrada y salida de ambas corrientes. Se pregunta si el arreglo actual de 4 pasos con deflectores cada 5 pulgadas será adecuado y cuál será el factor de obstrucción.
Análisis termo estructural de un pistón Hugo Posadahposada2000slide
El documento analiza el comportamiento termo-estructural de un pistón para motor a gasolina mediante el método de elementos finitos. Se simula el efecto de las cargas mecánicas y térmicas, considerando la conducción y convección de calor en diferentes partes del pistón y cilindro. Los resultados ayudan a optimizar la geometría del pistón y aumentar la confiabilidad entre simulaciones y pruebas experimentales al utilizar valores de temperatura medidos en dinamómetro como parámetros de entrada.
El documento describe las transiciones que ocurren en polímeros semicristalinos según un termograma típico. Describe la transición vítrea como una transición isofásica donde aumenta la capacidad calorífica, y la fusión como una transición bifásica endotérmica que ocurre a la temperatura de fusión Tm. También resume los factores que afectan la temperatura de transición vítrea como la estructura química, peso molecular, presión, diluyentes y la introducción de comonómeros.
Este documento contiene las soluciones a 13 cuestiones sobre diversos temas de física y química relacionados con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, caída libre, péndulo simple, rozamiento, conservación de la energía mecánica, transferencia de energía mediante calor, potencial y campo eléctrico, asociación de resistencias, separación de mezclas, destilación, cálculos estequiométricos con oxígeno y preparación de disoluciones. Se explican conceptos fundamentales y
Mecanismos básicos para la transferencia del calorFrancisco Vargas
Deducciones teóricas de los mecanismos de la transferencia de calor unidimencional. Sistemas termo-eléctricos, resistencias térmicas conductivas y convectivas, Problemas resueltos.
Guía teórico práctica de la transmisión del calor en sistemas unidimensionalesFrancisco Vargas
fundamentos teóricos y ejercicios modelos sobre el comportamiento de la trasmisión del calor estudiado a través de los tipos de calores y resistencias térmicas.
Este documento describe los conceptos básicos de la convección como mecanismo de transmisión de calor. Explica que la convección involucra el movimiento de fluidos y puede ocurrir de forma natural o forzada. También puede ocurrir simultáneamente con transferencia de masa o cambio de estado. Además, presenta ecuaciones para realizar balances de energía en procesos de convección y ofrece ejemplos numéricos de cálculos relacionados con la transmisión de calor.
Este documento describe un experimento para evaluar las características de operación de superficies extendidas en tuberías. Se evaluarán la distribución de temperaturas y pérdidas de calor en tuberías con superficies extendidas uniformes y no uniformes. Se determinará la eficiencia global de cada superficie extendida mediante la medición de temperaturas en tres posiciones a lo largo de la tubería. Los resultados experimentales se compararán con un modelo teórico de distribución de temperaturas.
El documento trata sobre la transferencia de calor. Brevemente explica que (1) la transferencia de calor estudia la transferencia de energía entre cuerpos debido a una diferencia de temperatura, (2) los mecanismos principales de transferencia de calor son la conducción, convección, radiación y cambio de fase, y (3) la transferencia de calor predice cómo varían las temperaturas con el tiempo hasta alcanzar el equilibrio, mientras que la termodinámica solo predice la temperatura final de equilibrio.
Este documento describe los procesos de solidificación que ocurren en las piezas fundidas. Explica que durante la solidificación hay cambios volumétricos, segregaciones y la formación de macro y microestructuras. También describe cómo la estructura de granos depende del sistema de aleación, composición, temperatura de colada y tipo de molde. Finalmente, introduce conceptos como el módulo de enfriamiento y cómo este afecta el orden y velocidad de solidificación.
El documento describe el Análisis del Modo de Falla y sus Efectos (AMFE), una herramienta para identificar y prevenir fallas potenciales. Se desarrolló originalmente para la industria aeroespacial en los años 1970 y desde entonces se ha aplicado a una variedad de industrias. El AMFE involucra un análisis sistemático de un grupo multidisciplinario para detectar fallas potenciales, evaluar sus efectos, y determinar acciones para eliminar o reducir las probabilidades de falla.
1) El documento describe los pasos para construir modelos matemáticos de procesos, desde identificar variables y parámetros hasta resolver ecuaciones. 2) Se explica que la experiencia permite simplificar suposiciones sin alterar significativamente los resultados. 3) Como ejemplo, se modela la transferencia de calor en una vara sumergida en un líquido caliente, considerando diferentes niveles de complejidad en las suposiciones.
Este documento contiene 22 preguntas de opción múltiple sobre conceptos básicos de transferencia de calor como ecuaciones de conducción de calor, condiciones de frontera, flujo de calor y balance de energía. Las preguntas abarcan temas como los tipos de transferencia de calor (estacionaria, transitoria, unidimensional, etc.), expresiones matemáticas de condiciones de frontera, definiciones de flujo de calor y requisitos para describir completamente un problema de transferencia de calor. El documento parece ser parte de una evalu
El documento analiza las propiedades eléctricas de elementos PTC y NTC y su relación con la temperatura. Explica que los PTC incrementan su resistencia con la temperatura debido a la formación de barreras de potencial, mientras que los NTC disminuyen su resistencia con la temperatura. También describe los circuitos y materiales utilizados para medir y analizar el comportamiento de ambos elementos.
Este documento describe los conceptos fundamentales de la conducción estacionaria unidimensional de calor. Explica la ley de Fourier y cómo se puede usar para calcular el flujo de calor a través de sistemas planos, cilíndricos y esféricos de una o más capas. También introduce conceptos como la resistencia térmica y el coeficiente global de transferencia de calor, y proporciona ejemplos numéricos para ilustrar los métodos.
Este documento trata sobre la transferencia de calor por conducción en sistemas unidimensionales. Explica la ley de Fourier y cómo se puede usar para calcular el flujo de calor a través de placas planas, paredes multicapas, cilindros y esferas. También introduce conceptos como la resistencia térmica y el coeficiente global de transferencia de calor, y proporciona ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos.
Este documento trata sobre conceptos fundamentales de termodinámica e incluye las siguientes secciones: 1) la ecuación de estado del gas ideal, 2) el equivalente mecánico del calor descubierto por Joule, y 3) diferentes mecanismos de transferencia de calor como conducción, convección y radiación.
Este documento analiza la relación entre la resistencia eléctrica y la temperatura para dos elementos de circuito, PTC y NTC. Explica que los resistores PTC aumentan su resistencia con la temperatura, mientras que los NTC disminuyen su resistencia. También describe los materiales, circuitos y teoría involucrados, incluidas las aplicaciones y propiedades eléctricas de los resistores PTC y NTC.
El documento analiza la relación entre la resistencia eléctrica y la temperatura para elementos PTC y NTC. Describe los materiales y circuitos utilizados, explicando que los PTC incrementan su resistencia con la temperatura mientras que los NTC la reducen. Además, detalla las propiedades eléctricas de ambos, incluyendo sus curvas de resistencia-temperatura y corriente-voltaje.
El documento describe los conceptos fundamentales de la difusión en metales y aleaciones desde una perspectiva matemática y física. Explica la ecuación de Arrhenius y cómo se puede usar para calcular la tasa de difusión a diferentes temperaturas. También describe las leyes de Fick de la difusión, incluida la primera ley que relaciona el flujo con el gradiente de concentración, y la segunda ley que vincula el cambio en la concentración con el tiempo. Finalmente, presenta ejemplos del efecto Kirkendall durante la difusión en
Este documento describe un experimento para determinar la eficiencia y el calor disipado por una aleta. El objetivo era medir las temperaturas de una aleta cilíndrica calentada con agua y usar los datos para calcular la eficiencia real y geométrica. Los resultados mostraron que la eficiencia real fue de 0.6, menor que la eficiencia geométrica de 0.9, presumiblemente debido a que las aletas no estaban bien soldadas al cilindro central.
El documento describe un problema de diseño de intercambiador de calor de tubo y coraza para enfriar queroseno y calentar aceite crudo. Se proporcionan las tasas de flujo, capacidades caloríficas, temperaturas de entrada y salida de ambas corrientes. Se pregunta si el arreglo actual de 4 pasos con deflectores cada 5 pulgadas será adecuado y cuál será el factor de obstrucción.
Análisis termo estructural de un pistón Hugo Posadahposada2000slide
El documento analiza el comportamiento termo-estructural de un pistón para motor a gasolina mediante el método de elementos finitos. Se simula el efecto de las cargas mecánicas y térmicas, considerando la conducción y convección de calor en diferentes partes del pistón y cilindro. Los resultados ayudan a optimizar la geometría del pistón y aumentar la confiabilidad entre simulaciones y pruebas experimentales al utilizar valores de temperatura medidos en dinamómetro como parámetros de entrada.
El documento describe las transiciones que ocurren en polímeros semicristalinos según un termograma típico. Describe la transición vítrea como una transición isofásica donde aumenta la capacidad calorífica, y la fusión como una transición bifásica endotérmica que ocurre a la temperatura de fusión Tm. También resume los factores que afectan la temperatura de transición vítrea como la estructura química, peso molecular, presión, diluyentes y la introducción de comonómeros.
Este documento contiene las soluciones a 13 cuestiones sobre diversos temas de física y química relacionados con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, caída libre, péndulo simple, rozamiento, conservación de la energía mecánica, transferencia de energía mediante calor, potencial y campo eléctrico, asociación de resistencias, separación de mezclas, destilación, cálculos estequiométricos con oxígeno y preparación de disoluciones. Se explican conceptos fundamentales y
Mecanismos básicos para la transferencia del calorFrancisco Vargas
Deducciones teóricas de los mecanismos de la transferencia de calor unidimencional. Sistemas termo-eléctricos, resistencias térmicas conductivas y convectivas, Problemas resueltos.
Guía teórico práctica de la transmisión del calor en sistemas unidimensionalesFrancisco Vargas
fundamentos teóricos y ejercicios modelos sobre el comportamiento de la trasmisión del calor estudiado a través de los tipos de calores y resistencias térmicas.
Este documento describe los conceptos básicos de la convección como mecanismo de transmisión de calor. Explica que la convección involucra el movimiento de fluidos y puede ocurrir de forma natural o forzada. También puede ocurrir simultáneamente con transferencia de masa o cambio de estado. Además, presenta ecuaciones para realizar balances de energía en procesos de convección y ofrece ejemplos numéricos de cálculos relacionados con la transmisión de calor.
Este documento describe un experimento para evaluar las características de operación de superficies extendidas en tuberías. Se evaluarán la distribución de temperaturas y pérdidas de calor en tuberías con superficies extendidas uniformes y no uniformes. Se determinará la eficiencia global de cada superficie extendida mediante la medición de temperaturas en tres posiciones a lo largo de la tubería. Los resultados experimentales se compararán con un modelo teórico de distribución de temperaturas.
El documento trata sobre la transferencia de calor. Brevemente explica que (1) la transferencia de calor estudia la transferencia de energía entre cuerpos debido a una diferencia de temperatura, (2) los mecanismos principales de transferencia de calor son la conducción, convección, radiación y cambio de fase, y (3) la transferencia de calor predice cómo varían las temperaturas con el tiempo hasta alcanzar el equilibrio, mientras que la termodinámica solo predice la temperatura final de equilibrio.
Este documento describe los procesos de solidificación que ocurren en las piezas fundidas. Explica que durante la solidificación hay cambios volumétricos, segregaciones y la formación de macro y microestructuras. También describe cómo la estructura de granos depende del sistema de aleación, composición, temperatura de colada y tipo de molde. Finalmente, introduce conceptos como el módulo de enfriamiento y cómo este afecta el orden y velocidad de solidificación.
El documento describe el Análisis del Modo de Falla y sus Efectos (AMFE), una herramienta para identificar y prevenir fallas potenciales. Se desarrolló originalmente para la industria aeroespacial en los años 1970 y desde entonces se ha aplicado a una variedad de industrias. El AMFE involucra un análisis sistemático de un grupo multidisciplinario para detectar fallas potenciales, evaluar sus efectos, y determinar acciones para eliminar o reducir las probabilidades de falla.
Las 5S es una práctica de calidad japonesa para el mantenimiento integral de una empresa que incluye la clasificación y organización de elementos en el lugar de trabajo, limpieza y mantenimiento de la higiene, y compromiso con la disciplina. Aplicar las 5S mejora la calidad, elimina tiempos muertos, reduce costos, aumenta la productividad, crea un mejor ambiente laboral, y genera mayores beneficios para la empresa y sus empleados.
El documento describe la historia de la calidad desde tiempos antiguos, cuando los constructores podían ser ejecutados por fallas en la calidad de las casas. También señala que la calidad total tuvo su origen en Japón y ahora es importante para todas las empresas. Explica que la calidad total debe comunicarse a los trabajadores, proveedores y clientes para que la empresa tenga éxito. Finalmente, destaca que una buena calidad reduce costos y racionaliza recursos.
1. El documento describe la historia de la calidad y el control estadístico desde épocas antiguas hasta el presente. Se destacan las contribuciones de pioneros como Shewart, Deming y Juran.
2. En las primeras etapas, la inspección era la principal estrategia para garantizar la calidad. Con la revolución industrial surgieron los primeros inspectores dedicados a detectar productos defectuosos.
3. En el siglo XX, Shewart introdujo las gráficas de control estadístico y el ciclo PHVA. Los j
Este documento trata sobre la gestión de la calidad. Define calidad como el conjunto de propiedades y características de un producto o servicio que le confieren su aptitud para satisfacer las necesidades del cliente. Explica diferentes modelos de calidad como el control de calidad, la garantía de calidad y la calidad total. Resalta la importancia de identificar las necesidades del cliente y establecer sistemas de gestión de calidad para mejorar continuamente la satisfacción del cliente.
Este documento explica el diagrama de Pareto, incluyendo su historia, definición, cómo se elabora y sus usos. El diagrama de Pareto es una herramienta gráfica que permite identificar los pocos problemas más importantes sobre los cuales concentrar los esfuerzos de mejora. Se basa en el principio de que el 20% de las causas generan el 80% de los efectos. El documento incluye ejemplos de diagramas de Pareto de causas y fenómenos.
Este documento introduce los conceptos fundamentales de la corrosión. Explica que la corrosión puede ser seca o húmeda, y describe varios tipos de corrosión localizada como por picaduras, en resquicios o galvánica. También cubre los costos económicos de la corrosión y métodos para proteger contra la corrosión.
El documento presenta información sobre diferentes temas relacionados con materiales e ingeniería de materiales. Se describen las propiedades y aplicaciones de varios metales y aleaciones como el acero, aleaciones de cobre, plomo, aluminio, magnesio y plata. También se discuten conceptos sobre la estructura cristalina de los metales, tratamientos térmicos, procesos de conformación y clasificación de plásticos.
El documento proporciona información sobre los sistemas integrados de gestión. Explica que un sistema integrado de gestión permite unificar diferentes sistemas de gestión de una organización, como calidad, medio ambiente y seguridad, bajo una sola base documental. Detalla algunos de los beneficios de este enfoque como facilitar la gestión y el mejoramiento continuo. Luego presenta los objetivos del sistema integrado de gestión del INVIMA, que incluyen incrementar competencias, satisfacer al ciudadano y cumplir la legislación.
Este documento describe diferentes tipos de fundiciones clasificadas según su microestructura. Incluye fundición blanca, gris, nodular y maleable. Explica que las fundiciones contienen hierro, carbono y silicio, y que el carbono puede encontrarse como cementita o grafito. También cubre los efectos de los elementos de aleación y las propiedades generales de las fundiciones.
Este documento describe los diferentes tipos de metales utilizados en ingeniería. Explica que los metales se clasifican en ferrosos, que contienen hierro, y no ferrosos, que no lo contienen. Dentro de los ferrosos se encuentran los aceros y hierros fundidos, mientras que los no ferrosos incluyen aleaciones de aluminio, cobre, zinc y magnesio. También describe los diagramas de fase y microestructura de los aceros, así como su designación y aplicaciones comunes.
El documento describe los diferentes mecanismos y etapas de eliminación del calor durante el proceso de temple de aceros, incluyendo los factores que afectan la velocidad de enfriamiento y la estructura resultante. También explica los diferentes medios y tratamientos térmicos de temple como austempering y martempering para lograr estructuras específicas.
Este documento describe los diferentes tratamientos térmicos y termoquímicos que se pueden aplicar a los aceros para modificar su estructura y mejorar sus propiedades mecánicas. Explica tratamientos como el temple, normalizado, recocido, cementación, nitruración y carbonitruración, indicando sus objetivos, procesos y efectos sobre las propiedades del acero.
Este documento describe diferentes tratamientos térmicos superficiales como la cementación, cianuración y nitruración. La cementación consiste en enriquecer la superficie del acero con carbono para luego templarla y obtener una capa exterior dura y una interior blanda. La cianuración utiliza baños de cianuro o gases para agregar carbono y nitrógeno a la superficie. La nitruración emplea amoníaco gaseoso para depositar nitrógeno y formar una capa dura de nitruros de hierro. Estos tratamientos permit
El documento presenta una lista de temas relacionados con metalurgia y materiales, incluyendo la manufactura de hierro y acero, tratamientos térmicos y termoquímicos, aceros aleados, aceros inoxidables, aceros para herramientas, metales no ferrosos como titanio, aluminio, cobre y sus aleaciones, magnesio, níquel, estaño y plomo, y aleaciones para cojinetes. También cubre temas sobre metales a altas y bajas temperaturas, metalurgia de polvos, desgaste y rep
Este documento trata sobre los conocimientos generales de materiales. Explica conceptos clave como estructuras atómicas, microestructuras, materiales compuestos y tecnología de materiales. También cubre temas como defectos en materiales, propiedades de los materiales metálicos, cerámicos y plásticos, y procesos de fabricación primaria y secundaria como fundición, laminación y forjado.
Este documento describe el diagrama de Ishikawa o diagrama causa-efecto. Fue creado por Kaoru Ishikawa en 1953 para agrupar y visualizar las razones subyacentes a un problema o resultado que se desea mejorar. Explica tres métodos para construir el diagrama: 6M, flujo de proceso y estratificación. También describe los pasos para construir un diagrama de Ishikawa y analizar las causas potenciales de un problema con el fin de desarrollar un plan de acción para mejorarlo.
Este documento explica cómo crear un diagrama de Ishikawa o diagrama causa-efecto para analizar los factores que contribuyen a un problema o evento. Describe los pasos para construir el diagrama, incluyendo identificar el problema, establecer categorías principales, identificar causas específicas y subcausas, y analizar el diagrama completo. El propósito es visualizar y comprender de manera holística todas las posibles razones subyacentes de un fenómeno.
Este documento describe los métodos de análisis de causa raíz (ACR) y análisis de modo y efecto de falla (PM) para identificar las causas de fallas en procesos. El ACR utiliza un enfoque disciplinado para determinar las causas físicas, humanas y latentes de incidentes, mientras que el PM estudia los mecanismos que producen anomalías. Ambos métodos buscan implementar acciones correctivas para mejorar la seguridad, confiabilidad y reducir costos. El documento también discute la relación entre A
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calorGerardoBracho3
Las aletas de transferencia de calor, también conocidas como superficies extendidas, son prolongaciones metálicas que se adhieren a una superficie sólida para aumentar su área superficial y, en consecuencia, mejorar la tasa de transferencia de calor entre la superficie y el fluido circundante.
DISEÑO DE TUBERIAS EN PLANTAS INDUSTRIALES Establecer los requisitos técnicos y documentales que se deben cumplir en la ingeniería y Especificaciones de
Materiales de Tuberías, de las plantas industriales e instalaciones costa fuera de Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios. Esta NRF establece los requerimientos mínimos aplicables a la ingeniería de diseño y Especificaciones de
Materiales de la Tubería utilizada en los procesos que se llevan a cabo en las instalaciones industriales
terrestres y costa fuera de los centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
Establece las especificaciones técnicas para materiales de Tubería, conexiones y accesorios que se utilizan en
los procesos donde se incluye aceite crudo y gas como materia prima, productos intermedios y productos
terminados del procesamiento del petróleo y el gas, así como fluidos criogénicos, sólidos fluidizados
(catalizadores), desfogues y los servicios auxiliares como vapor, aire, agua y gas combustible, entre otros.
Esta NRF es de aplicación general y observancia obligatoria en la adquisición, arrendamiento o contratación de
los servicios objeto de la misma que lleven a cabo los centros de trabajo de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios, por lo que debe ser incluida en los procedimientos de licitación pública, invitación a cuando menos
tres personas (invitación restringida en la Ley de Petróleos Mexicanos), y adjudicación directa; según
corresponda a contrataciones para adquisiciones, servicios, obras publicas o servicios relacionadas con las
mismas; como parte de los requisitos que deben cumplir el proveedor, contratista o licitante.
4.3 Balanceo de líneas de ensamble para la producción simultánea de más de un...miguel231958
4.3 Balanceo de líneas de ensamble para la producción simultánea de más de un modelo
A la línea de producción se le reconoce como el principal medio para fabricar a bajo costo grandes cantidades o series de elementos normalizados
En su concepto más perfeccionado, la producción en línea es una disposición de áreas de trabajo donde las operaciones consecutivas están colocadas inmediata y mutuamente adyacentes (cercanas), donde el material se mueve continuamente y a un ritmo uniforme a través de una serie de operaciones equilibradas que permiten la actividad simultanea en todos los puntos, moviéndose el producto hacia el fin de su elaboración a lo largo de un camino razonadamente directo.
1.- CANTIDAD. El volumen o cantidad de producción debe ser suficiente para cubrir el costo de la preparación de la línea. Esto depende del ritmo de producción y de la duración que tendrá la tarea.
2.- EQUILIBRIO. Los tiempos necesarios para cada operación en la línea deben ser aproximadamente iguales.
3.- CONTINUIDAD. Una vez iniciadas, las líneas de producción deben continuar pues la detención en un punto corta la alimentación del resto de las operaciones. Esto significa que deben tomarse precauciones para asegurar un aprovisionamiento continuo del material, piezas, subensambles, etc. y la previsión de fallas en el equipo.
a).- Conocidos los tiempos de las operaciones, determinar el número de operadores necesarios para cada operación.
b).- Conocido el tiempo del ciclo, minimizar el número de estaciones de trabajo.
c).- Conocido el número de estaciones de trabajo, asignar elementos de trabajo a las mismas.
Cada uno de estos problemas puede tener ciertas restricciones o no, de acuerdo con el producto y el proceso.
Un pasamuros es un dispositivo o componente utilizado para crear un paso sellado a través de una pared, piso o techo, permitiendo el paso de cables, tuberías u otros conductos sin comprometer la integridad estructural ni la resistencia al fuego del elemento atravesado. Estos dispositivos son comúnmente utilizados en la construcción para garantizar la seguridad, la estanqueidad y la integridad estructural en aplicaciones donde se requiere la penetración de elementos a través de barreras físicas.
La selección del tipo de pasamuros dependerá de la aplicación específica y de los requisitos de seguridad y sellado.
Aquí hay algunos tipos comunes de pasamuros:
Pasamuros de Pared (Wall Grommet): Se utilizan para permitir el paso de cables, tuberías o conductos a través de paredes. Estos pasamuros generalmente constan de una abertura sellada que evita la entrada de polvo, agua u otros contaminantes.
Pasamuros de Suelo (Floor Grommet): Diseñados para facilitar la penetración de cables, conductos o tuberías a través de suelos. Estos pasamuros también pueden proporcionar características de sellado y resistencia al fuego según la aplicación.
Pasamuros de Techo (Ceiling Grommet): Similar a los pasamuros de pared, pero diseñados para instalación en techos. Permiten el paso seguro de cables, conductos o tuberías a través de techos sin comprometer la integridad del mismo.
Pasamuros Eléctrico (Electrical Bushing): Utilizados específicamente para el paso de cables eléctricos a través de paredes o barreras. Ayudan a proteger los cables y a mantener la integridad del sistema eléctrico.
Pasamuros Cortafuego (Firestop Grommet): Diseñados para proporcionar resistencia al fuego al sellar pasajes a través de barreras cortafuego. Ayudan a prevenir la propagación del fuego y el humo.
Pasamuros para Tubos (Pipe Sleeve): Permiten el paso seguro de tuberías a través de paredes o suelos. A menudo se utilizan en aplicaciones donde se necesita sellado adicional para evitar fugas de líquidos.
REPORTE DE PRACTICA HISRAULICO
El procedimiento para elegir el mejor recorrido en la tubería sanitaria de un baño completo implica varios pasos:
1. *Evaluación del espacio*: Comienza por evaluar el espacio disponible en el área donde se instalará el baño completo, considerando la disposición de otras instalaciones sanitarias, como las tuberías existentes, los puntos de conexión de agua y desagüe, y cualquier otro obstáculo o restricción.
2. *Identificación de puntos de conexión*: Determina los puntos de conexión necesarios para el baño completo, como la ubicación del inodoro, lavamanos, ducha o bañera, y cualquier otro accesorio sanitario que se instale. Esto ayudará a establecer el alcance y la extensión de la red de tuberías requerida.
3. *Consideración de la pendiente y gravedad*: Es importante tener en cuenta la pendiente del terreno y la gravedad para asegurar un flujo adecuado de las aguas residuales hacia el sistema de alcantarillado o el tanque séptico. El recorrido de las tuberías debe seguir una pendiente mínima establecida por normativas para facilitar el drenaje y evitar obstrucciones.
El procedimiento para elegir el mejor recorrido en la tubería sanitaria de un baño completo implica varios pasos:
1. *Evaluación del espacio*: Comienza por evaluar el espacio disponible en el área donde se instalará el baño completo, considerando la disposición de otras instalaciones sanitarias, como las tuberías existentes, los puntos de conexión de agua y desagüe, y cualquier otro obstáculo o restricción.
2. *Identificación de puntos de conexión*: Determina los puntos de conexión necesarios para el baño completo, como la ubicación del inodoro, lavamanos, ducha o bañera, y cualquier otro accesorio sanitario que se instale. Esto ayudará a establecer el alcance y la extensión de la red de tuberías requerida.
3. *Consideración de la pendiente y gravedad*: Es importante tener en cuenta la pendiente del terreno y la gravedad para asegurar un flujo adecuado de las aguas residuales hacia el sistema de alcantarillado o el tanque séptico. El recorrido de las tuberías debe seguir una pendiente mínima establecida por normativas para facilitar el drenaje y evitar obstrucciones.
El resultado de aprendizaje al supervisar los recorridos de instalación sanitaria implica desarrollar habilidades para dirigir y controlar de manera efectiva la colocación de tuberías y otros elementos de infraestructura sanitaria. Esto implica:
1. Gestión eficiente: Ser capaz de coordinar y gestionar equipos de trabajo, asignar recursos de manera adecuada y garantizar un flujo de trabajo eficiente durante la instalación.
2. Cumplimiento de estándares: Asegurarse de que la instalación se realice de acuerdo con las normativas y regulaciones aplicables, así como los procedimientos y estándares de calidad establecidos.
3. Control de calidad: Realizar inspecciones y pruebas para asegurar que la instalación cumpla con los estándares requeridos y corregir cualquier defecto o problema O I
1. 3.- TRANSFORMACIONES EN FASES SÓLIDAS
3.1 TRANSFORMACIONES CERCANAS AL
EQUILIBRIO
Las transformaciones cercanas al
equilibrio son aquellas que se realizan
extremadamente lento permitiendo la
difusión de todos los elementos.
2. 3.1.1Nucleación y Crecimiento en Fases Sólidas
• Nucleación Homogénea
• En materiales como el hierro, en los
cuales al enfriarse se produce un cambio de
fase en estado sólido: , la fase de baja
temperatura debe nuclear primero en el
interior de la matriz de la fase de alta
temperatura antes de que la transformación
pueda proseguir.
La fuerza que mueve esta transformación
proviene de:
• Gv = G - G (14)
• donde: G es la energía libre por unidad de
volumen de la fase
• La Figura 3.1-1 muestra el Diagrama de G
v/s T para las fases y .
• Para que se produzca la transformación
• se requiere que Gv < 0,
• luego G < G.
G
Teq T
Gv
G
G
Cambio de fase +
Figura 3.1-1. Diagrama de
G v/s T para las fases y
.
3. Resistencias a la nucleación
• Al nuclear una partícula de fase se genera una superficie, ésta
posee una energía de superficie por unidad de área igual a -, la
cual es característica de la interfase -.
• Además, como normalmente hay cambios de volúmenes al pasar
de a , y debido a la oposición que presentan los sólidos a la
deformación, el cambio de fase agrega un nuevo término de energía
libre, que es proporcional a la deformación (). Por tanto, el cambio
total de energía libre es:
• (15)
• donde: A’, B’ y C’ son constantes.
G A G B C
Total v
4. Variación de la energía de interfase
• La energía de superficie - , es menor cuanto más parecidas sean
las redes cristalinas de ambas fases, por lo que será más fácil crear
nuevas superficies. Esta similitud es mayor para ciertos planos
cristalográficos que para otros.
(a) (b) (c)
Figura 3.1-2. Dibujo
esquemático que ilustra
tres tipos de interfase: (a)
Coherente; (b) Semi-
coherente; (c) Incoherente.
Coherente calce perfecto y energía de superficie muy baja.
Semicoherente calce parcial y - intermedia.
Incoherente no hay calce alguno y es - máxima.
5. Variación de la barrera de energía crítica o energía de
activación con la energía de interfase
• ΔG* será máxima si la
interfase es
incoherente, intermedia
si es semicoherente y
mínima si es coherente.
G*c
G*b
G*a
r*
c > b > a
b
c
a
G
Figura 3.1-3. Variación
de la barrera de
energía crítica G* y
del radio crítico, al
variar la energía de
interfase.
6. Variación de la barrera de energía crítica o energía de
activación con la energía de deformación
G*c
G*b
G*a
r*
3 > 2 > 1
3
2
1
G
Figura 3.1-5. Variación de
G* y dr r* con el grado de
sobreenfriamiento T.
Figura 3.1-6. Deformación de la
red cristalina.
Mientras mayor sea la energía
de distorsión de la red
cristalina por la formación de
la nueva fase, mayor será la
barrera de energía crítica.
7. Variación de la barrera de energía crítica o
energía de activación con el sobreenfriamiento
• Para que un núcleo crezca establemente su radio debe ser mayor
que un radio crítico, r*, y la activación térmica debe ser suficiente
para alcanzar la barrera de energía de activación, G*.
• Si un núcleo de radio r no alcanza r*, tampoco alcanza G* y tiende
a redisolverse; en cambio si alcanza r* alcanza también G* y el
núcleo crece establemente.
r
T
E T
E
2
- es la energía de interfase,
TE es la temperatura de equilibrio,
E es el calor latente,
T es el sobreenfriamiento[1]
[1] T=Tequilibrio - Tsobreenfriamiento
G
G
T
E T
V
E
16
3
16
3
3
2
3 2
2 2
(16)
G
K T
T
V
eq
Gv es función del grado de sobreenfriamiento, T,
respecto de la temperatura de equilibrio, Teq:
8. Factores que facilitan la nucleación de la nueva fase
• G* es proporcional a y ΔGv es proporcional a T
• G* disminuye al crecer T, por lo tanto, el mayor grado
de sobreenfriamiento favorece la nucleación.
• G* disminuye si - disminuye, la coherencia entre
núcleo y matriz facilita la nucleación.
• G* disminuye si la energía de deformación entre la
matriz y el nuevo núcleo disminuye
1 2
GV
9. B) Nucleación Heterogénea
• Nucleación heterogénea es aquella que se produce en
torno a defectos de la matriz; estos pueden ser:
agrupaciones de vacancias, dislocaciones, bordes de
granos, bordes de interfase, superficies libres,
partículas, etc.
• La razón por la cual los defectos de los cristales ayudan
a la nucleación es que ellos tienen una cierta energía
asociada, cuando éstos son total o parcialmente
destruidos durante la nucleación, su energía contribuye
a alcanzar la barrera de energía de activación para la
nucleación. Para nucleación heterogénea, el cambio de
energía cuando se forma un núcleo es:
G A G B C G
Heterogenea v D
(17)
Donde: GD es la energía del defecto que se destruye al formarse
el núcleo de la nueva fase.
10. Formación de núcleos en bordes de granos
(a) (b) (c)
Figura 3.1-7.
Formaciones de
precipitados en
bordes de grano.
Núcleo
Borde de grano eliminado
Borde de grano
Figura 3.1-8. Diagrama de
nucleación en borde de
grano.
11. 3.2 VELOCIDAD DE NUCLEACIÓN dN/dt
• Usando termodinámica estadística se puede demostrar, que el
número n(i) de agrupaciones de i átomos de la nueva fase en
equilibrio en la fase matriz a la temperatura T, es:
n i N
G
k T
i
exp
(18)
donde: N es el número total de átomos
Gi es la energía de activación para formar una agrupación o
embrión de i átomos
La velocidad de nucleación,dN/dt , será la velocidad a la cual los embriones
de tamaño crítico se transforman en núcleos viables. Esto es, la velocidad a
la cual los embriones pasan del tamaño crítico i* al tamaño (i*+1).
La frecuencia de átomos que llegan o dejan al embrión es
proporcional al coeficiente de difusión D de dichos átomos en la matriz:
D D
Q
k T
0 exp (19)
Q es la energía de activación para la
difusión del átomo (i*+1)
12. 3.2 VELOCIDAD DE NUCLEACIÓN dN/dt
• La velocidad de nucleación,dN/dt , será la velocidad a la cual los
embriones de tamaño crítico se transforman en núcleos viables. Esto es,
la velocidad a la cual los embriones pasan del tamaño crítico i* al tamaño
(i*+1).
• La frecuencia de átomos que llegan o dejan al embrión es
proporcional al coeficiente de difusión D de dichos átomos en la matriz:
D D
Q
k T
0 exp (19)
Q es la energía de activación
para la difusión del átomo (i*+1)
Por lo tanto, la frecuencia con que los embriones de tamaño crítico i*
crecen al tamaño (i*+ 1), es decir, se transforman en núcleos estables,
será proporcional a n(i*) D. Luego reemplazando:
Luego: (dN/dt) =
exp
N K
G Q
k T
G
G T
V
1 1
2 2
(20)
exp exp
N
C
T T
Q
k T
2
13. Variación de dN/dt con la temperatura
• Por consiguiente, la curva dN/dt vs T presenta un máximo, porque
el primer término se hace igual a 0 para T = Teq y también para
• T = 0.
• La Figura 3.2-1 muestra la variación de dN/dt con T y también el
tiempo para completar la nucleación, que corresponde al recíproco
de dN/dt.
00
Teq
N
*
(a) (b)
1/N
*
Teq
Figura 3.2-1. (a)
Variación de la
velocidad de
nucleación con la
temperatura de la
transformación; (b)
Tiempo para
completar la
nucleación 1/.
14. 3.3 VELOCIDAD DE CRECIMIENTO DE LA NUEVA FASE
• La nueva fase crece por migración de la interfase -, esta
velocidad es controlada por una combinación de :
• GV que es la fuerza impulsora de la transformación y D que es el
coeficiente de difusión de los átomos que se mueven para adherirse
a los núcleos de la nueva fase
• Combinando efectos se tiene:
exp
G G D T
Q
k T
V
(22)
En este caso, la curva v/s T también presenta un máximo a una
temperatura intermedia entre 0 y Teq. La Figura 3.3-1 muestra
esquemáticamente la variación de GV, D y con la temperatura.
Teq Teq
D
Gv
Gv, D Velocidad de la Interfase G
*
Gv
Figura 3.3-1. (a)
Variación de D y
GV con la
temperatura; (b)
Variación de con
la temperatura.
15. Variación de dN/dt, dG/dt y dTransf/dt con la
temperatura de la transformación
• Si la transformación se realiza a T1 tenemos dG/dt alta y dN/dt baja, por
lo tanto, el grano final de la fase que está nucleando será grueso.
• En cambio, si la transformación se realiza a T2 dN/dt es alta y dG/dt es
baja, por lo tanto el grano final de la fase que está nucleando será fino.
G, N
* *
Teq
N
G
*
*
Figura 3.3-2. dG/dt
y dN/dt en función
de T.
T1
T2
0% 50% 100%
Velocidad de Transformación Tiempo para la Transformación
Teq Teq
Figura 3.3-3 (a) Variación de la velocidad total
de la transformación (incluyendo los efectos
de la velocidad de nucleación y de
crecimiento) con la temperatura.
(b) Curvas T T T: tiempo para completar
diversas fracciones de transformación en
función de la temperatura.
18. TRANSFORMACIÓN = + Fe3C DE UN ACERO
HIPOEUTECTOIDE
• Los aceros con una concentración de C menor al 0,88%, se
denominan hipoeutectoides y se hayan constituidos a la temperatura
ambiente por ferrita proeutectoide y perlita (ferrita + cementita).
Caso de un acero con 0.4%C enfriado
lentamente, dentro del horno
El acero está inicialmente a una
temperatura austenítica. Al bajar T
entrar en la zona -, la fase
comienza a nuclear en los bordes de
grano de la austenita, Figura 3.4-1 (a).
Si sigue bajando la T, aumenta la
fracción de y sus granos se van
engrosando, Figura 3.4-1 (b). La fase
restante se va enriqueciendo en C
hasta llegar a 0.8% de éste a la
temperatura eutéctoide. Bajo esta
temperatura la fase restante se
transforma en una mezcla eutectoide
de +Fe3C, según la reacción
eutectoide: + Fe3C = perlita
19. TRANSFORMACIÓN = + Fe3C DE UN
ACERO HIPOEUTECTOIDE. Enfriamiento lento
(recocido)
• La microestructura de este acero a temperatura
ambiente consiste en un 50% de granos
gruesos de ferrita y en un 50% de colonias de
perlita, Figura 3.4-1 (c) y (d). Es importante
destacar que la perlita crece en forma de
colonias redondeadas de placas alternadas de
ferrita y cementita. En base a lo anterior, pode-
mos decir, que hay dos fases presentes: ferrita,
(en forma proeutectoide y en la perlita), y
cementita.
20. Temperaturas de recocido y normalizado
• Las temperaturas adecuadas de
recocido y de normalizado
dependen del % de carbono del
acero, deben estar dentro del rango
completamente austenítico; pero no
deben ser muy altas porque crece
mucho el grano de la austenita y el
acero quedará frágil. Usualmente
las temperaturas son 50ºC
superiores a la curva A3.
• La esferoidización es un proceso
por el cual las placas de cementita
en la perlita se transforman en
esferas, el acero queda muy blando
y dúctil. El proceso se realiza a
temperatura levemente inferior a la
temperatura eutectoide (723ºC
• Figura 3.4-2. Temperatura de
recocido, normalizado y
esferoidización.
21. TRANSFORMACIÓN = + Fe3C DE UN ACERO
HIPOEUTECTOIDE Enfriamiento a velocidad intermedia
(normalizado)
• Si el acero es enfriado más rápido, sacándolo del horno a
temperatura austenítica y dejándolo enfriar al aire se produce el
tratamiento denominado normalizado.
• Con este enfriamiento más rápido, o si el grano de la austenita ( )
es muy grande, el crecimiento de la ferrita () se da de manera
forzada, la transformación se produce a temperaturas más bajas
que para el caso del enfriamiento en el horno; la nucleación de la
ferrita se produce en los bordes de grano de la austenita y
buscando planos donde los bordes de interfase se hacen
coherentes; el crecimiento de la fase toma la forma de agujas,
porque de esta manera aumenta la relación (superficie de difusión)/
(volumen de fase α).
• Éstas son las llamadas estructuras Widmanstätten, no son
deseables ya que son más duras y frágiles. Este tipo de estructuras
crece por desplazamiento lateral de gradas, Figura 3.4-3.
22. Ferrita acicular y ferrita Widmanstätten por enfriamiento al aire
Acero 1050 normalizado.
Matriz de perlita con ferrita
acicular y ferrita
Widmanstätten dibujando
los bordes de granos de la
antigua austenita. 100X
Dureza 94 RB
•(Izquierda) Acero de
microestructura ferrítico - perlítica.
La ferrita presenta forma acicular
(puntiaguda) a causa de un
enfriamiento moderadamente
rápido. El contenido de carbono se
estima en 0,45%, tipo SAE 1045
•( Izquierda) Acero de
composición cercana a la
eutectoide, la matriz es
perlita. Se observa ferrita
acicular (en agujas) y ferrita
Widmanstätten en los
bordes de granos de la
antigua austenita, lo que
permite medir el tamaño de
grano de la austenita antes
del enfriamiento. Este acero
fue sometido a un
tratamiento de normalizado,
enfriamiento al aire.
23. 3.4 TRANSFORMACION PERLITICA
Figura 3.5-1.
Nucleación de la
perlita en los
bordes de grano de
la austenita en un
acero eutectoide.
Figura 3.5-2.
Diagrama
esquemático
de la
nucleación y
crecimiento de
la perlita
Figura 3.5-3.
Avance de
nódulos de
perlita.
La perlita se forma en la
reacción eutéctoide:
+ Fe3C.
Es un eutectoide laminar con
placas paralelas alternadas de
y Fe3C.
La nucleación de la
perlita ocurre en los bordes de
granos de la austenita, Figura
3.5-1, y tanto las láminas de
ferrita, (), como las de
cementita, (Fe3C), pueden
actuar como origen de la
nucleación. Eventualmente, un
núcleo vecino puede formar otra
colonia, avanzando en una
dirección diferente, Figura 3.5-2.
El crecimiento de la perlita es de
tipo nodular,Figura 3.5-3, por
tanto, ésta se verá en las
micrografías como nódulos
24. Cinética de la transformación perlítica
Figura 3.5-4. Curvas de
transformación de la perlita
en función del tiempo a 680ºC
para tiempos de: 1, 6, 16, 30,
70 y 120 micrones. Acero
eutectoide.
2 10 100 200
Tiempo a 680ºC (seg)
100
80
60
40
20
0
% de Perlita
1 min
6
16
30
70
120
.
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
Velocidad de crecimiento (mm/seg)
Velocidad de nucleación, mm3
/seg
10-4
10-2
10 102
104
N
*
G
*
700
675
650
625
600
575
525
ºC
Figura 3.5-5. Velocidades
de nucleación y de
crecimiento de colonias
de perlita en función de
la temperatura en un
acero eutectoide.
El % de perlita formado en función del tiempo tiene la forma de curva
sigmoidal, Figura 3.5-4. Se puede observar que la transformación es más
rápida cuando el grano de austenita es menor, i.e., menor tiempo de
austenitización.
Las velocidades de nucleación y crecimiento de la perlita, varían fuertemente
con la temperatura de transformación, llegándose a un máximo a 550°C, Figura
3.5-5. A menor temperatura éstas decrecen, y la transformación será
reemplazada por la microestructura llamada Bainita.
25. Cinética de la formación de perlita.
• La Figura
3.5.5.a muestra
como varía la
fracción de perlita
formada en
función del tiempo
para diferentes
temperaturas
26. Variación del espaciamiento interlaminar y de la resistencia
mecánica de la perlita al variar la temperatura de la transformación
Figura 3.5-6. Redistribución de
carbono.
Figura 3.5-7. Variación de la tensión
de fractura con el espaciamiento
interlaminar (S) de la perlita.
Al avanzar la perlita hacia la austenita se
produce una gran redistribución del carbono:
casi no contiene C
Fe3C contiene 6,7 % de C
contiene 0,8% de C
Esta redistribución del carbono se efectúa por
difusión; si la transformación se efectúa a
temperaturas más bajasla difusión es más lenta
y esto lo resuelve el sistema reduciendo la
distancia de difusión, reduciendo el
espaciamiento interlaminar de la perlita (S).
27. 3.5 TRANSFORMACION AUSTENITA - BAINITA
• Si un acero eutectoide se enfría rápido
desde la temperatura austenítica hasta
una temperatura intermedia que puede
estar entre 250 y 550°C y se deja
transformar isotérmicamente, la
microestructura obtenida se denomina
bainita, Figura 3.6-1.
• La bainita puede definirse según su
microestructura como el producto de la
reacción eutectoide de forma no
laminar, en oposición con la perlita la
cual es producto de la reacción
eutectoide de forma laminar.
• Dado que la transformación se realiza a
menor temperatura que la perlítica, la
bainita pierde la característica laminar
de ésta y tiende a tomar forma de
agujas, (en una vista plana), en las
cuales se entremezclan las fases:
• + Fe3C
28. 3.5 TRANSFORMACION AUSTENITA - BAINITA
Figura 3.6-2. Bainita superior en
un acero eutectoide, formada a
445ºC. Ampliación x10000.
Figura 3.6-3. Bainita inferior
formada en un acero eutectoide a
315ºC. Ampliación x10000.
29. Bainita superior y bainita inferior
• La bainita formada entre 350 y 550°C, Figura 3.6-2, se llama bainita superior o
plumosa, en ella la cementita esta más bien en forma de barras que de placas.
La ferrita y la cementita nuclean independientemente y el elemento que controla
el crecimiento de la bainita superior es la difusión del carbono en la austenita. El
crecimiento de la ferrita y de la cementita es cooperativo, la primera rechaza el
carbono que es recibido por la segunda, Figura 3.6-5 y 3.6-6.
• La bainita inferior se produce por transformación isotérmica entre 250 y 350°C.
Debido a que la difusión del carbono es baja a esta temperatura, la cementita
precipita internamente en las placas de ferrita. En la bainita inferior la
precipitación de carburos tiene una orientación predominante en la cual las
plaquitas de Fe3C forma 55° con el eje longitudinal de la aguja de ferrita. En la
formación de bainita inferior, la ferrita se produce a partir de la austenita por
desplazamiento de corte y luego precipita la cementita al interior de la ferrita,
Figura 3.6-3 y Figura 3.6-4.
Figura 3.6-5. Dibujo
esquemático de la
transformación de
bainita superior en un
acero de bajo carbono,
muestra la nucleación
de la ferrita en tablas y
la consecuente
precipitación de carburo
en la interfase ferrita-
austenita.
Figura 3.6-6. Nucleación y
crecimiento de la bainita superior en
acero al carbono, muestra las finas
laminas de ferrita Widmanstätten y
la nucleación del carburo en la
interfase ferrita-austenita.
30. Vistas de la bainita inferior con diferentes ampliaciones
• Figura 3.6-4. Bainita inferior en acero de 0,66 %C y 3,5
%Cr formada a 350 ºC, con ampliaciones de: (a) 700x; (b)
16000x; (c) 16000x.Figura 3.6-5. Dibujo esquemático de la
transformación de bainita superior en un acero de bajo
carbono, muestra la nucleación de la ferrita en tablas y la
consecuente precipitación de carburo en la interfase
ferrita-austenita.Figura 3.6-6. Dibujo esquemático de la
nucleación y crecimiento de la bainita superior en acero
al carbono, muestra las finas laminas de ferrita
Widmanstätten y la nucleación del carburo en la interfase
ferrita-austenita.
31. 3.6 TRANSFORMACION AUSTENITA - MARTENSITA
• En un acero eutectoide se
produce martensita cuando el
enfriamiento es tan rápido que
se evita la nariz de la curva de
transformación (TTT), la
transformación de la austenita
se realiza con fuerte
desequilibrio bajo 220°C,
Figura 3.7-1.
• La martensita en una
estructura metaestable
consistente en una solución
sólida supersaturada de
carbono en .
800
0
Ms
Mf
723ºC
ºC
Tiempo
Figura 3.7-1. Enfriamiento que
produce martensita en acero
eutectoide.
32. 3.6.1 Características de la Martensita
a) El tipo de martensita depende del contenido de C del acero,Figura 3.7-2:
%C < 0,6 Martensita en "tablas"
• 0,6 < %C < 1,0 Mixta
• 1,2 < %C Martensita en agujas
Figura 3.7-2. Efectos del
contenido de C en una
estructura martensítica: (a)
Martensita en tablas; (b)
Martensita mixta, en agujas
y tablas; (c) Martensita en
agujas.
33. 3.6.1 Características de la Martensita
• b) La martensita se produce sin difusión,
como la reacción ocurre rápidamente y a tan
baja temperatura no hay tiempo para que la
difusión actúe. La transformación no requiere
superar mediante activación térmica una
barrera de energía, por lo tanto se llama
transformación atérmica.
• c)No hay cambios de composición en el paso
de austenita a martensita, no originándose una
migración de los átomos de carbono.
34. 3.6.1 Características de la Martensita
• d) La estructura cristalina cambia de FCC, austenita, a BCT,
martensita, Figura 3.7-3 (a). La tetragonalidad se debe al carbono
interticial y el grado de tetragonalidad depende del % de carbono
del acero, como se ve en la Figura 3.7-3 (b). El cambio
volumétrico producto de ésta transformación, FCC a BCT, puede
producir fallas en la pieza final
Figura 3.7-3. (a) Dibujo
idealizado que muestra
como la estruc- tura
puede pasar de FCC a
BCT; (b) Aumento de la
te- tragonalidad
con el % de C.