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1.¿Es posible producir un acero AISI 4340 templado en aceite y revenido que tenga un esfuerzo de fluencia mínimo de 1400 MPa y una ductilidad mínima de.

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1 1.¿Es posible producir un acero AISI 4340 templado en aceite y revenido que tenga un esfuerzo de fluencia mínimo de 1400 MPa y una ductilidad mínima de 43% RA? Si es posible, describa el tratamiento térmico. Si no es posible, explique porque no. 2.Nombre los constituyentes microestructurales de probetas del acero aleado AISI 4340 que son primero completamente austenizados, y luego enfriados hasta la temperatura ambiente a las siguientes velocidades: 10°C/seg (b)1°C/seg 0,1°C/seg 0,01°C/seg 3.Copie el diagrama de transformación isotérmica de un acero 1045, dibuje y nombre sobre el diagrama las líneas (temperatura-tiempo) para obtener las siguientes microestructuras: 42% ferrita proeutectoide y 58% perlita gruesa 50% perlita y 50% bainita 100% martensita 50% martensita y 50% austenita

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5 4.Usando el diagrama de transformación isotérmica de una aleación Fe-C de composición eutectoide, especifique la naturaleza de la microestructura final (micro-constituyentes presentes y porcentajes aproximados) para una probeta pequeña que ha sido sometida a los siguientes tratamientos térmicos. En cada caso considere que la probeta se ha calentado hasta 760°C y se ha mantenido a esta temperatura tiempo suficiente para alcanzar la completa homogenización de la estructura austenítica. Enfriamiento rápido a 350°C, mantenida a esta temperatura por segundos y templada hasta temperatura ambiente. Enfriamiento rápido a 250°C, mantenida a esta temperatura por 100 segundos y templada hasta temperatura ambiente. Enfriamiento rápido a 650°C, mantenida a esta temperatura por 20 segundos, enfriada rápidamente a 400°C, mantenida por 1000 segundos y templada hasta temperatura ambiente.

6 (a) (b) (c)

7 5.Describa el procedimiento del tratamiento térmico más simple que se usaría para convertir un acero eutectoide, de una microestructura a otra. Esferoidita a martensita revenida Martensita revenida a perlita Bainita a Martensita Martensita a perlita Perlita a martensita revenida Bainita a martensita revenida Martensita revenida a esferoidita 7.El coeficiente de difusión del carbono en la austerita se puede aproximar por la expresión:Dc = 0,2 exp( cal/mol/RT) a)Evalúe Dc a 920 ºC b)¿Cuánto tiempo se requiere para que la composición C 0,5 penetre 1 mm a esta temperatura? c)¿Cuánto tiempo para que penetre 2 mm? d)¿Qué temperatura de tratamiento se requiere para doblar la penetración en un tiempo dado?

8 8.Una aleación Fe-C austenizada, que inicialmente contenía 0,20 % peso de carbono se cementó a elevada temperatura en una atmósfera tal que la composición en la superficie rápidamente alcanzó 1% peso de carbono. a.Si después de un tratamiento de 49,5 horas la concentración de carbono es 0,35% en peso, medida en una posición 4 mm por debajo de la superficie, determine la temperatura a la cual se realizó el tratamiento. b.Dibuje el perfil de concentración de carbono 9.Para mejorar la resistencia al desgaste de un engranaje de acero se quiere realizar un tratamiento de cementación. El acero a cementar es AISI 1020 para el cual la concentración en la superficie se mantiene constante en 1 w/o C. Para que el tratamiento sea efectivo se requiere que la concentración de carbono sea 0,60 w/o C en una posición a 0,75 por debajo de la superficie. El coeficiente de difusión a considerar en el tratamiento está dado como: Do = 2,3x10-5 m2/s y Qd = 148 KJ/mol. Especifique un tratamiento térmico apropiado en términos de temperatura y tiempo en el rango entre 900 ºC y 1050 ºC.

9 10.Calcule la máxima cantidad de cementita proeutectoide posible para un acero hipereutectoide. 11.Las fracciones de los constituyentes proeutéctico y eutéctico en la microestructura de un acero a temperatura ambiente son 0,286 y 0,714 respectivamente. a)¿Cuál es la composición del acero? b)Describa el enfriamiento desde 950 ºC hasta temperatura ambiente. Tome las siguientes temperaturas para su análisis: 950 ºC, 800 ºC 700 ºC y temperatura ambiente. c)Dibuje esquemáticamente la microestructura, nombre las fases y los constituyentes. d)Indique las cantidades relativas de las fases y sus composiciones. e)Dibuje la curva de enfriamiento (T vs. t)


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