1.- ENUNCIADO

De un acero determinado se mecanizan redondos de 6,5,4 y 3" de Ø. Se calientan los redondos a 825°C y se enfrían en agua.Las curvas en U para cada redondo son las indicadas en la siguiente figura:

Calcular:

1o) Diámetro crítico para enfriamiento en agua del acero ensayado, explicando el

proceso empleado para determinarlo.

2o) Definir el diámetro crítico ideal de un acero y deducir si su valor es superior o

inferior al del diámetro crítico para enfriamiento en un medio determinado.

3o) Tipo de acero utilizado en la experiencia. Posición relativa de las curvas dureza-

distancia al centro del redondo de dicho acero para enfriamiento en aceite en vez

de agua. Condiciones que debe cumplir la curva Jominy del acero para utilizarla

como método de recepción.

4o) ¿Podría aumentarse la resistencia al desgaste del acero por algún tratamiento?.

Dato: Dureza de la zona con 50% de martensita = 48HRc.

De un acero cuya composición es: C=0,55%; Mn=0,54%; Si=0,29%; P=0,03 máx.; S=0,033% máx. y cuya curva Jominy es la representada, se pide:

1o) Calcular el diámetro del mayor redondo que haya sido correctamente templado en

un medio tal que la periferia alcance la temperatura de dicho medio

instantáneamente, así como la dureza y velocidad de enfriamiento (considerada

esta última cte.) que se dan en el centro de dicho redondo.

2°) Si tenemos una barra de dicho acero de 1,1" de Ø , ¿qué medio de enfriamiento

tendremos que utilizar para que nos quede correctamente templado?.

3o) Para un redondo de 75 mm de Ø, templado en aceite agitado, definir en tres posiciones

diferentes de un radio las cargas de rotura. ¿Cuáles serían sus velocidades de

enfriamiento?.

2.- ENUNCIADO

4o) Si el redondo fuese de 100 mm de Ø, templado en agua agitada, ¿podría definir a

qué distancia del centro de este redondo encontraría la misma velocidad de

enfriamiento que una de las obtenidas en el apartado 3o?.

5o) ¿Estaría correctamente templado un redondo de 1,5" de Ø de este acero si el

medio de enfriamiento fuese agua tranquila, (H=1)?.

6o) Si por imperativos de diseño no tuviésemos más remedio que utilizar un redondo

de 2" de Ø y en el taller de tratamientos térmicos no se dispone nada más que de

aceite agitado, (H=0,8), como medio de enfriamiento, ¿qué tendríamos que hacer

para obtener dicho redondo correctamente templado?.

Datos:

3.- ENUNCIADO

Sabemos que en un eje de sección circular como el de la

figura, sometido a la acción de un momento flector simple, la sección empotrada soporta una distribución de esfuerzos parecida al diagrama que se adjunta

Diagrama de esfuerzos en la sección A-B

Dicho eje está construido con un acero que correctamente

tratado nos da la siguiente curva U de dureza.

Distancia al centro (mm))l centro (mm)

Dureza (Re) Resistencia (kq/mm2)

0 16 70

5 16 70

10 18 73

15 22 80

20 28 99

25 40 135

Se pide:

1°) ¿Será el eje capaz de soportar las condiciones de trabajo a que está sometido?. Razonar y justificar la respuesta mediante cálculo gráfico.

2o) ¿A qué distancia del centro se encuentra la zona más desfavorable de eje?. (Es

decir, la que tiene menor coeficiente de seguridad).

3o) ¿Cual es la carga máxima que admite el eje?.

4.- ENUNCIADO

Se desean construir ejes de 80 mm de (p que deberán estar sometidos a una distribución de esfuerzos lineal con valores de 130 kg/mm2 en la periferia y 0 kg/mm2 en el centro.

Por otras consideraciones técnicas la carga de rotura en el centro del eje no deberá sobrepasar los 90 kg/mm2.

Se dispone de redondos de 80 mm de <p de dos tipos de acero, uno al carbono y otro aleado, conteniendo ambos 0,25% de carbono.

Efectuados ensayos de dureza y traducidos los resultados obtenidos a resistencia a la tracción para ambos aceros se presenta la siguiente tabla de valores:

ACERO AL CARBONO

Distancia al centroDel eje (mm)

Templado en agua (Kg/mm2 )

Templado en agua y revenido a 250ºC

(kg/mm2)0 40 405 41 4110 44 4215 48 4620 57 5025 68 5630 85 7735 110 8840 132 100

ACERO ALEADO

Distancia al centro Templado en agua Templado en agua y revenido adel eje (mm) (kg/mm2) 250°C (kg/mm2)

0 86 795 88 80

10 91 82

15 96 85

20 104 91

25 114 100

30 122 110

35 128 116

40 132 120

Según los datos expuestos indicar:

1o) Si existe la posibilidad de obtener los ejes por temple o bonificado en las dos

calidades de acero definiendo las causas de rechazo o aceptación.

2o) Si la carga de rotura en el centro del eje no debiera sobrepasar los 80 kg/mm2, ¿se

podrían obtener los ejes por temple o bonificado?; ¿por qué?. ¿Y por tratamientos

superficiales?; ¿por qué?. Indicar en los casos afirmativos el espesor mínimo

necesario para evitar la rotura de los ejes.

3o) Si el esfuerzo máximo exigible en la periferia se elevase a 140 kg/mm2, ¿cuál sería

el tratamiento adecuado definiendo en el caso de que fuese superíicial el espesor

mínimo que se debería obtener para que los ejes aguantasen sin romper?.