Soluciones Modelo 2009_2010 Selectividad Tecnología Industrial II

Modelo 2009_10 Tecnología Industrial II soluciones PAU

Cuestión 1 Opción A selectividad Junio 2009

En la figura adjunta se representa el diagrama simplificado Fe-C:



a) ¿Qué porcentaje de hierro y carbono tiene el eutéctico (ledeburita). (0,5 puntos)

b) ¿A qué temperaturas empieza y termina de solidificar dicho eutéctico? (0,5 puntos)

c) ¿En qué se transforma al solidificar y en qué proporción? (0,5 puntos)

d) Cuando la temperatura del eutéctico desciende de los 700 ºC: ¿Qué transformaciones se producen? (0,5 puntos)

Cuestión 1 Opción B selectividad Modelo 2007_08

En la figura adjunta se muestra el diagrama Fe-C
simplificado. Conteste a las siguientes cuestiones:
a) Porcentaje máximo de solubilidad de C en Feγ (austenita) y temperatura a la que se produce. (0,5 puntos)
b) Temperaturas de solidificación del hierro puro y de la ledeburita (eutéctico). (0,5 puntos)
c) Porcentaje de fases (ferrita-cementita) que componen el eutectoide (perlita). Indique la temperatura a la que se forma el eutectoide. (0,5 puntos)
d) Porcentaje de constituyentes (ferrita-perlita) de un acero con el 0,5% de C a tempe-ratura ambiente.(0,5 puntos)

Cuestión 1 Opción B selectividad Septiembre 2006

a) Porcentaje máximo de solubilidad de C en austenita: 2% de C a 1100ºC.
b) Temperatura de solidificación del Fe puro: 1500ºC
Temperatura de solidificación de la ledeburita: 1100ºC.

Cuestión 1 Opción B selectividad Modelo 2006_07

a) Ledeburita: 4,5% de C y (100-4,5)%, 95,5% de hierro.
b) Comienza y termina de solidificar a la misma temperatura, 1100ºC
c) Los constituyentes en los que se transforma al solidificar son: austenita (γ) y cementita(Fe3C). Proporción:



d) Se transforma la austenita que quedaba en el eutectoide perlita.

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)