Tratamientos termicos - ejercicios

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TRATAMIENTOS TERMICOS

PROBLEMA 1

Un acero 1050 es tratado térmicamente a temperatura constante para lograr una dureza de Rc23. Describa el tratamiento térmico y la cantidad de cada microconstituyente después de cada paso del tratamiento.

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Respuesta

De la Figura 10-11, la temperatura A3 es de 755°C. La dureza deseada se obtiene transformando el acero a 590°C, donde Fi = 0.9s, Pi = 1.1. s y Pf = 5s.

1. Austenitizar a 755 + (30 a 55) = 785°C a 810°C y mantener aquí por quizá 1 h. La microestructura es 100% (.

2. Templar y mantener a 590°C durante al menos 5s. La ferrita primaria empieza a precipitar a partir de la austenita inestable después de 0.9 s. Después de 1.1 s empieza a crecer la perlita y la austenita se transforma completamente en ferrita yperlita a los 5 s. De la regla de la palanca

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3. Se enfría al aire la temperatura ambiente. La estructura contendrá las cantidades de equilibrio de ferrita primaria y perlita.

PROBLEMA 2
Un acero 1050 es sostenido a 800°C por 1h, templado a 700°C y sostenido por 50s, templado luego a 400°C y sostenido por 20 s; finalmente, se templa a temperatura ambiente. ¿Cuáles la microestructura final del acero? (Usar el diagrama TTT (figura) para un acero 1050)).

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Respuesta
1. Después de 1 h a 800°C, se forma 100% de austenita.
2. La ferrita se empieza a formar después de 20 s a 700°C pero, después de 50s, el acero contiene sólo ferrita y austenita inestable.
3. Inmediatamente después de templar a 400°C, el acero es aún sólo ferrita y austenita.La bainita empieza a formarse después de 3s y, después de 20s, el acero contiene ferrita, bainita y todavía algo de austenita inestable.
4. Después de templar a temperatura ambiente, la austenita restante cruza las temperaturas Mi y Mf y se transforma en martensita. La estructura final es ferrita, bainita y martensita.

PROBLEMA 3
Seleccionar un tratamiento térmico de templado y revenidoque produzca un esfuerzo de fluencia de 145,000 psi y una elongación mayor de 15% en un acero 1050.

Respuesta
De la figura encontramos que el esfuerzo de fluencia excede 145,000 psi si el acero es revenido por debajo de 460°C, en tanto que la elongación supera el 15% si el revenido se hace por encima de 425°C. Un posible tratamiento térmico es el siguiente.
1. Austenitizar por encima de latemperatura A3 de 755°C durante 1 h. Una temperatura apropiada puede ser 755 + 55 = 810°C.
2. Templar rápidamente a temperatura ambiente. Puesto que Mt vale unos 250°C, se formará martensita.
3. Revenir calentando el acero a 440°C. Normalmente, 1 h será suficiente si el acero es demasiado grueso.
4. Enfriar a temperatura ambiente.

PROBLEMA 4
Un tanque de hierro almacena unasolución de soda cáustica con un pH = 5, se le ha controlado un potencial Redox de 0 voltios. ¿Qué opina de la instalación? (ver diagrama de Pourbaix del hierro).

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Respuesta
En el diagrama de Pourbaix se hace el reconocimiento de las siguientes zonas:
Fe: Inmunidad
Fe+2: Corrosión
Fe2O3 : Pasivación

Entrando al diagrama Pourbaix con pH = 5 y potencial Redox = 0 voltios, setiene:
La instalación mala, el tanque se corroerá.

PROBLEMA 5
Si no se realiza la protección catódica y el tanque trabaja bajo las condiciones del problema anterior y de acuerdo con las polarizaciones marcadas en el diagrama de Evans que se muestra. ¿Cuánto será el tiempo para que se perforen las zonas anódicas del tanque?

Datos:
Espesor del tanque = 1cm
Densidad del Fe = 7.8 gr/cm3
F =Constante de Faraday
= 96,500 coulombs
= 96,500 Amp x seg
Fórmula de Faraday:
W = (M I t) / (N F)

Donde:
I = Intensidad de corriente, en Amp.
t = Tiempo de corrosión o deposición, en seg.
M = Peso atómico del metal corroído (MFe = 56 gr/mol)
N = Equivalente electroquímico (N = 2)

Respuesta
Considerando 1 cm2 de pared del tanque y siendo su espesor de 1 cm, tendremos un...
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