Cuestión 1 Opción B selectividad Modelo 2004-05

a) Porcentajes de carbono de:
Los aceros: desde 0%C hasta 2%C
Las fundiciones: desde 2%C hasta 7% C
b) Eutectoide: perlita de 1%C
Eutéctico: ledeburita de 4,5%C
c) Aceros:
Hipoeutectoides: desde el 0%C hasta el 1%C
Hipereutectoides: desde el 1%C hasta el 2 %C
Fundiciones:
Hipoeutécticas: desde el 2%C hasta el 4,5% C
Hipereutécticas: desde el 4,5%C hasta el 7%C
d) Temperatura de solidificación de la ledeburita: 1100ªC
Ledeburita al 100%, con fases: austenita y cementita

Cuestión 1 Opción B selectividad Septiembre 2002

a) Porcentaje de C: 1%C
Porcentaje de hierro: 99%Fe
b) Temperatura a la que empieza a solidificar aproximadamente: 1400ºC
Temperatura a la termina de solidificar aproximadamente: 1300ºC
Se transforma al terminar la solidificación en austenita.
c) Se produce una reacción eutectoide transformándose la austenita en perlita, compuesta a su vez de láminas alternadas de ferrita y cementita.
d) A temperatura ambiente el único constituyente es perlita al 100%. Formada por láminas alternadas de ferrita y cementita:

Cuestión 1 Opción A selectividad Junio 2002

SOLUCIÓN:
a) Porcentaje máximo de C en Feγ: 2%C a 1100ºC
Porcentaje máximo de C en Feα: 0,01%C a 700ºC
b) Temperatura de solidificación del Fe puro: 1500ºC
Temperatura de transformación del Fe puro en Feγ:900ºC
c) Porcentaje de C en el eutéctico, ledeburita: 4,5%C
Porcentaje de Fe en el eutéctico, ledeburita: 100-4,5%C = 95,5%C
Temperatura a la que se forma el eutéctico: 1100ºC.
d) Porcentaje de un acero con el 2% de C a temperatura ambiente

Enfriamiento lento de Aceros Hipereutectoides (>0.9%C). Ejemplo 1,15%C:

Cuando un acero de composición mayor que la composición eutectoide (>0.9%C) se deja enfriar lentamente hasta una temperatura inferior a la temperatura eutectoi-de se produce una microestructura compuesta por cementita proeutectoide y perlita que está formada por ferrita-alfa y cementita dispuestas en láminas paralelas.

Enfriamiento lento de Aceros Hipoeutectoides (<0.9%C). Ejemplo 0,3%C:

Cuando un acero de composición menor que la composición eutectoide (<0.9%C) se deja enfriar lentamente hasta una temperatura inferior a la temperatura eutectoide (T<727ºC) se produce una microestructura compuesta por ferrita alfa proeutectoide (la que se formó antes de la reacción eutectoide) y por perlita que está formada por ferri-ta-alfa y cementita dispuestas en láminas paralelas

Enfriamiento lento de Aceros al Carbono Eutectoides (0.9%C)

Cuando un acero de composición eutectoide (0.9%C) se deja enfriar lentamente hasta una temperatura inferior a la temperatura eutectoide (T<727ºC) se produce una microestructura denominada perlita que está formada por ferrita-alfa y cementita dispuestas en láminas paralelas

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO Fe-C

Haz clic sobre el diagrama para ampliarlo:

CONSTITUYENTES DE LOS ACEROS Y FUNDICIONES:

Ferrita:
• Es una solución sólida de inserción de carbono en hierro α.
• La solubilidad a temperatura ambiente es muy pequeña, 0,008% de C.
• Es el constituyente más blando y dúctil de los aceros.
• Cristaliza como hierro α en BCC.
• La dureza es baja, 90HB.
• Tiene baja resistencia a la rotura, 28Kg/mm2.
• Alargamiento elevado: 30-40%.
• Es magnética.
Cementita:
• Es un compuesto intermetálico de Fe y C, Fe3C.
• Es el constituyente más duro y frágil delos aceros.
• Dureza: 800HB (68HRc).
• Cristaliza en red ortorrómbica (prisma recto rectangular).
• Es magnética hasta los 210ºC.
Perlita:
Constituyente mezcla eutectoide formado por 86,5% de ferrita (solución sólida) y 13,5% de cementita (compuesto intermetálico).
Dureza 200HB.
Resistencia a la rotura de 80 Kg/mm2.
Alargamiento 15%.
Según el enfriamiento, puede ser:
Lento: perlita laminar.
Más brusco: estructuras más finas, perlita sorbítica.
Si se vuelve a calentar: glóbulos de cementita en masa de ferrita, perlita globular.
Austenita:
Solución sólida de inserción de C en hierro γ.
Cristaliza en FCC, con átomos de C en las aristas y en el centro.
La proporción de C disuelto es de 0 a 1,8% de C.
Es el constituyente más denso de los aceros.
Dureza. 300HB.
Resistencia: 100Kg/mm2
Alargamiento 30%.
No magnética.
Ledeburita:
Constituyente de las fundiciones.
Mezcla eutéctica de austenita y cementita que se encuentra en el diagrama cuando el porcentaje de C es mayor del 1,8%.
Al enfriarse por debajo de 727ºC la austenita de la ledeburita se transforma en perlita, luego a esa temperatura y hasta temperatura ambiente estará formada por perlita (ferrita y cementita) más cementita.

Cuestión 1 Opción A selectividad Modelo 2009-10

Cuestión 1 Opción B selectividad Modelo 2005_06

Cuestión 1 Opción B selectividad Junio 2004

b) A una temperatura aproximada de 940ºC la aleación comienza a solidificar formándose fase α.
A los 780ºC ya ha solidificado la fase α y entonces solidifica todo el líquido que queda en forma de eutéctico (compuesto de α y β ).
Hasta la temperatura ambiente no se producen más transformaciones.

c) Representa el descenso de temperatura en función del tiempo, que experimentan las aleaciones, cuando las sometemos a un enfriamiento desde el estado líquido hasta el estado sólido a la temperatura ambiente.

DIAGRAMA DE SOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO LÍQUIDO Y PARCIAL EN ESTADO SÓLIDO:

El metal A es capaz de mantener en solución un máximo de p% de B a TE, decreciendo su solubilidad al disminuir la temperatura hasta llegar m% de B a temperatura ambiente.

El metal B disuelve un (100-q)% de A a TE, decreciendo a (100-n)% de A a temperatura ambiente.

Las líneas m-p y n-q se llaman líneas de solvus.

A la TE, se produce una reacción, la reacción eutéctica, por la que el líquido de composición e solidifica dando una mezcla heterogénea de soluciones α y β de composiciones p y q:
LE αp y βq

Dibujamos el diagrama de microconstituyentes:

Cuestión 1 Opción B selectividad Junio 2008

Junio 2008

Opción B
Cuestión nº1 (2 puntos)
Sea el siguiente diagrama de fases de la aleación de los metales AB.
Comente los estados por los que pasa cuando se enfría desde el estado líquido hasta temperatura ambiente, indicando las temperaturas a las que se producen, en los siguien-tes casos:
a) Metal A puro (0,5 puntos)
b) Aleación con 80% de A y 20 % de B (1 punto)
c) Aleación con 40% de A y 60 % de B (0,5 puntos)



SOLUCIÓN:
a) A 1200ºC solidifica todo el líquido.
b) A 1100ªC aproximadamente comienza a solidificar.
De 1100ºC a 900ºC coexisten fase líquida de (A+B) y fase sólida A puro.
A 900ºC toda la fase líquida que queda se solidifica en un eutéctico (60%B-40%A).
Para temperaturas inferiores la aleación es sólida y constituida por A y eutéctico.
c) A 900ºC todo el líquido solidifica formando el eutéctico (60%B-40%A).

Cuestión 1 Opción A selectividad Septiembre 2005

a) Composición del eutéctico:40%B, 60%A a 800ºC
b) A 1600ºC solidifica todo el líquido.
Tanto líquido como sólido tienen una composición de 100%B, 0%A.
c) A 1000ºC aproximadamente comienza a solidificar.
De 1000ºC a 800ºC coexisten fase líquida de (A+B) y fase sólida Apuro.
La composición del líquido va de 20% B en 1000ºC a 40%B en 800ºC.
A 800ºC toda la fase líquida del 40%B solidifica en un eutéctico formado por A y B, coexistiendo éste con la fase A que ya se había formado en temperaturas más altas.
Para temperaturas inferiores la aleación es sólida y constituida por A y eutéctico 40%B, 60%A.

Cuestión 1 Opción B selectividad Junio 2005

a) 40%de A y 60% de B. Solidifica a 600ºC.

b)

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE ALEACIONES TOTALMENTE SOLUBLES EN ESTADO LÍQUIDO E INSOLUBLES EN ESTADO SÓLIDO

Curvas de enfriamiento para distintas concentraciones:




Dibujando los puntos 1,2 y 3 en un diagrama T-concentración (temperatura- concentración) y uniendo los puntos de características similares, obtenemos:

DIAGRAMA DE SOLUBILIDAD TOTAL EN ESTADO LÍQUIDO Y SÓLIDO

Dada la aleación de la figura se van a estudiar:

• Estados por los que pasa al enfriar desde el estado líquido al sólido

• Concentraciones de las fases.

• Cantidad de cada fase.

a: toda la masa es líquida con una composición 40%B.

b: comienza a solidificar.

Concentración de fases:

Líquido: b_L, la misma que la de la aleación: 40% B.
Sólido: b_S , 80%B, muy rico en B.

Cantidades de cada fase:%L = 100% y %S = 0%

c: aumenta la cantidad de sólido y disminuye la de líquido.

Se van empobreciendo las fases en elemento de mayor punto de fusión ( B).

Concentración de fases:

Líquido: c_L = 30% B

Sólido: c_S = 70%B

Cantidades de cada fase:

El porcentaje de líquido es mayor que la de sólido

d: toda la masa es sólida con una composición 40%B.

La concentración de la última cantidad de líquido sería d_L, y el porcentaje 0%.

Cuestión 2 Opción A selectividad Septiembre 2007 Tecnología Industrial II, Madrid

Opción A

Cuestión nº1 (2 puntos)

En la Figura adjunta se muestra el diagrama de fases de una aleación AB.

Conteste a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál es la temperatura de inicio y de fin del proceso de solidificación para las siguientes composiciones? (0,5 puntos)

i) 20% A

ii) 40% de B

b) ¿A partir de qué composición de B una aleación estaría totalmente líquida a 1300ºC? ¿Y sólida? (0,5 puntos)

c) Calcule el número de fases y, de forma aproximada, la composición de cada una y las cantidades relativas de cada fase para una aleación del 50% de A a 1300ºC (1 punto)

a) ¿Cuál es la temperatura de inicio y de fin del proceso de solidificación para las siguientes composiciones? (0,5 puntos)

i) 20% A (80%B)

T_inicio= 1380ºC

T_fin = 1350ºC

ii) 40% de B

T_inicio= 1280ºC

T_fin = 1205ºC

b) Una aleación estaría totalmente líquida a 1300ºC desde 0%B hasta 45%B.

Una aleación estaría totalmente sólida a 1300ºC desde 68% hasta 100%B.

c)El 50% A, luego 50%B a 1300ºC:

Hay líquido y solución sólida α, luego dos fases.

Composición de cada una:

a_L = 45%B

a_α = 68%B

Cantidades relativas de cada fase:

Cuestión 5 Opción B selectividad Septiembre

Cuestión nº5 (2 puntos)

Se dispone de un sistema de almacenamiento con una capacidad de 16 GB y se utiliza para almacenar sonido codificado a 48 KB/s (es decir, cada segundo de sonido ocupa 48KB)

a) ¿Cuántos bits ocupan 5s de sonido? (0,5 puntos)
b) ¿Cuantos KB de información puede almacenar el sistema? (0,5 puntos)
c) ¿Cuántos segundos de sonido podría almacenar como máximo el sistema? (1 punto)

SOLUCIÓN:
a) Si un segundo ocupa 48KB, 5s ocupan 240KB = 240.2¹⁰B = 245760 B .8bits/B = 1966080 bits.
b) 16GB = 16. 2¹⁰ MB =16. 2^10. 2¹⁰KB = 16. 1048576 KB = 16777216 KB
c) 16777216 KB/48 KB/s = 349525s

Cuestión 4 Opción B selectividad Septiembre

Cuestión nº4 (2 puntos)

a) ¿Qué función tienen los elementos de regulación y control y los elementos actuadores en una instalación oleohidráulica? (1 punto)

b) Cite una ventaja y un inconveniente de las bombas de émbolo o pistón frente a las rotativas. (1 punto)

SOLUCIÓN:

a) Los elementos de regulación y control de un circuito hidráulico son las válvulas que se encargan de regular la presión, bloquear el paso del fluido y gobernar los elementos de trabajo.

Los elementos actuadores son los motores y cilindros, que sirven para convertir la energía de presión en un movimeinto de trabajo. Los lineales se denominan cilindros y los rotativos motores.

b) Ventaja: se pueden alcanzar las presiones más elevadas: hasta 700 bar.

Inconveniente: la cilindrada es pequeña, de 0,5 a 100cm³.

Cuestión 3 Opción B selectividad Septiembre

Cuestión nº3 (2 Puntos)
La figura representa un sistema de control del llenado de un depósito. Se muestra gráficamente la función de transferencia del detector de nivel X(voltios)=f(h) y también la función de transferencia de la válvula: C(litros/segundo) = f(Y). Resuelva las siguientes cuestiones:
a) Obtenga la función de transferencia Y = f(X). (1 Punto)
b) Calcule el caudal que entra al depósito cuando está vacío y cuando su nivel de llenado es de 30 cm. (1 Punto)


SOLUCIÓN:
Como se trata de un sistema de control en lazo cerrado, antes de resolver el circuito se demuestran las propiedades de bloques que se van a emplear: