Materiales de Ingeniería: Titanio, Magnesio, Tratamientos Térmicos y Templabilidad
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Titanio
El titanio tiene una densidad baja y un punto de fusión muy elevado. Sus aleaciones poseen una extremada resistencia, son muy dúctiles y fácilmente forjables.
Aplicaciones: Construcción de sistemas de intercambio térmico, material de blindaje, en aviones y cohetes espaciales.
Magnesio
El magnesio tiene la menor densidad de todos los metales estructurales y se utiliza por su bajo peso. A temperatura ambiente se deforma con dificultad.
Aplicaciones: Elementos extruidos, láminas y placas de uso general, ruedas de automóvil.
Sintetización y Vitrificación
La sintetización y vitrificación consisten en convertir un material poroso en uno impermeable.
Defecto de Griffith
Las cerámicas suelen ser materiales poco tenaces y, además, presentan el llamado fenómeno de la fractura frágil, que consiste en la amplificación del esfuerzo en las grietas (defecto de Griffith).
La expresión que relaciona la tensión máxima de rotura sin grieta y la tensión de rotura con grieta es: σmax = 2 * σ'√(a/r)
Métodos de Conformación de los Polímeros Termoplásticos
Los principales métodos de conformación de los polímeros termoplásticos son:
- Extrusión
- Moldeo por soplado
- Moldeo por inyección
- Conformado al vacío
- Calandrado
- Hilado
- Moldeo
Tratamientos Térmicos y Termoquímicos
Tratamientos Térmicos
Los tratamientos térmicos son procesos donde únicamente se utiliza la temperatura como magnitud variable modificadora de la microestructura y constitución de metales y aleaciones, pero sin variar su composición química. Ejemplos: Temple, Recocido, Revenido, Normalizado.
Tratamientos Termoquímicos
Los tratamientos termoquímicos son procesos donde, además de utilizar la temperatura como variable, se modifica también la composición química de una capa superficial de la pieza.
Temple
El temple es el tratamiento térmico convencional y se usa para la obtención de aceros martensíticos. Se caracteriza por enfriamientos rápidos y continuos.
Ensayo de Templabilidad: Jominy
El ensayo de Jominy se utiliza para investigar cómo influye el temple en la dureza de los materiales:
- Una probeta normalizada se lleva a la temperatura de austenización el tiempo necesario para conseguir que la estructura se convierta en austenita.
- Se saca del horno y el extremo de la pieza se templa mediante un chorro de agua con caudal y temperatura constante, de tal manera que la velocidad de enfriamiento es máxima en el extremo templado y disminuye a lo largo de la probeta.
- Una vez que la probeta se ha enfriado a temperatura ambiente, se desbasta una tira y se determina la dureza a lo largo de los primeros 50 mm. Se traza una curva de templabilidad, representando los valores de dureza en función de la distancia al extremo templado.
Factores que Influyen en el Temple
Los factores que influyen en el temple son:
- Composición del acero.
- Temperatura a la que hay que calentar.
- Tiempo de calentamiento.
- Velocidad de calentamiento.
- Características del medio donde se realiza el temple.
- Tamaño y geometría de la muestra.
Medios de Temple
Se utilizan tres medios para templar: agua, aceite y aire, en orden de mayor a menor capacidad de enfriamiento (agua > aceite > aire). El temple al aire de los aceros al carbono provoca una microestructura casi totalmente perlítica.
Agua
El agua es un medio rápido de enfriamiento. Se consiguen temples muy fuertes y se utiliza para templar aceros al carbono.
Aceite
Los aceites, como tienen un calor específico menor que el agua y son más viscosos, se enfrían más lentamente y, por tanto, se consiguen temples más suaves.