MATERIALES II

EJERCICIOS DE RECUPERACION-SEGUNDO CORTE

Presentado a:

ING. FREDY LLANO

EDWIN JULIAN GUTIERREZ LINARES

2120141098

UNIVERSIDAD DE IBAGUE

INGENIERIA MECANICA

2015-B

EJERCICIOS

1. Un fabricante necesita encontrar un material el cual satisfaga las necesidades de su cliente. Se desea una barra de acero la cual tenga una resistencia a la tensión

después del revenido de 1050 MPa, a una distancia �

� dela superficie. Se debe

diseñar un tratamiento térmico de temple para esta pieza, no obstante, hay que tener en cuenta que la pieza no debe sufrir ningún tipo de defecto durante el temple.

El diámetro de la barra de acero es de 48mm.

SOLUCION:

D = 48mm = 1.89in

R =48

2= 24mm

r

R=

0

24= 0.00

resistencia a la tencion en funcion de la dureza brinell = 1050 MPa

Con la resistencia a la tensión ingresamos a la figura 14. De esta figura sacamos el valor de la resistencia a la tensión en función de la dureza Brinell.

Dureza Brinell = 275 HB

Con la dureza Brinell ingresamos a la figura 13. Y hallamos la dureza en Rockwell C.

dureza Rockwell C = 29 HRC

Con esta dureza ingresamos a la figura 12. Y hallamos la dureza Rockwell C por temple.

dureza Rockwell C por temple = 43.16 HRC

Como �

�= 0.00 entonces ingresamos a la figura 9, para hallar la distancia Jominy.

Se puede apreciar que para diferentes H (severidad de temple) se obtienen diferentes distancias Jominy. Como se busca que la pieza no sufra durante el templado, se selecciona una severidad baja, en este caso 0.35.

distancia Jominy =9.8

16in

Con la dureza y la distancia Jominy ingresamos a la figura 1. Y se busca el acero que nos satisfaga estas condiciones.

De todos los aceros, el acero que más me satisface las condiciones que necesito es el acero 4140H.

2. Un estudiante de Ing. Mecánica necesita obtener de una barra de acero un 90%

de martencita y una dureza de 45 HRC a una distancia �

� de la superficie, para ello

es necesario realizar un tratamiento térmico de temple. El estudiante debe seleccionar el material y el medio de enfriamiento que le garantice obtener lo pedido.

El diámetro de la barra de acero es de 2in.

SOLUCION:

D = 2in

R =2

2= 1in

r

R=

241

= 0.5

Con la dureza de 45 HRC y con el 90%, de martencita ingreso a la figura 6. De aquí hallo la cantidad de carbono que debe tener el acero.

El contenido de carbono del acero es de 0.3%

Con el contenido de carbono y con la dureza, se ingresa a la figura 1. y se selecciona algunos aceros que pueden llegar a servir para lo que se desea.

Estos aceros son los que más satisfacen las condiciones, ahora ingreso a la figura 8. Con las distancias Jominy y con el diámetro busco un H que no sea tan brusco al momento de realizar el tratamiento térmico.

r

R=

241

= 0.5

2.8 6.6

El único acero que puede servir es el acero 94B30H, con un H de 0.7, según la tabla1. El medio de enfriamiento es aceite con circulación acentuada.

3. Se tiene dos aceros, un 4140H y un 94B40H, los cuales deberán soportar una carga de 650 kN c/u. para esto se sabe que la dureza que debe tener cada eje en la superficie es de 47 HRC y 50 HRC y que la resistencia a la fluencia es de 340 MPa y 360 MPa respectivamente. Determinar cuál de estos aceros cumple con lo requerido.

SOLUCION:

Acero 94B40H

esfuerzo de fluencia = 360 MPa

esfuerzo de fluencia =carga

area

area =carga

esfuerzo de fluencia= pi ∗

D�

4

D = �4 ∗ carga

esfuerzo de fluencia ∗ pi

D = �4 ∗ 0.65MPa

360MPa ∗ 3.1416

D = 47.95mm

Con la dureza y el acero ingreso a la figura 1. Y hallo la distancia Jominy.

La distancia Jominy da alrededor de �.�

�� ��

Ahora con esta distancia y con el diámetro ingreso a la figura 7. Y miro el H que posee para saber el medio de enfriamiento y así asegurarme de que la pieza no falle por culpa de daños internos provocados a la hora de aplicar el tratamiento térmico.

Como al unir las líneas no dio un valor de H, este acero no sirve y por lo tanto queda descartado.

Acero 4140H

esfuerzo de fluencia = 340 MPa

esfuerzo de fluencia =carga

area

area =carga

esfuerzo de fluencia= pi ∗

D�

4

D = �4 ∗ carga

esfuerzo de fluencia ∗ pi

D = �4 ∗ 0.65MPa

340MPa ∗ 3.1416

D = 49.34mm

Con la dureza y el acero ingreso a la figura 1. Y hallo la distancia Jominy.

La distancia Jominy da alrededor de �.�

�� ��

Ahora con esta distancia y con el diámetro ingreso a la figura 7. Y hago lo mismo que hice con el acero anterior.

Podemos observar que al unir las líneas el punto de intersección da justo en el valor de H = 0.2. esto me quiere decir que el medio de enfriamiento es muy suave y por ello puedo optar por este acero y decir que si cumple con lo deseado.