materiales malo

Si comparamos un mismo material en estado cristalino y en estado amorfo, ¿cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor su diferencia física según los fundamentos de la asignatura?. El material cristalino tendrá un volumen específico mayor debido al empaquetamiento sistemático de su red atómica. El material amorfo presentará una densidad menor que el cristalino debido a la ausencia de un ordenamiento compacto de largo alcance. El estado amorfo es termodinámicamente más estable, lo que resulta en una temperatura de fusión (Tm) superior a la del estado cristalino. La transición del estado líquido al sólido en un material amorfo ocurre de forma abrupta a una temperatura fija denominada punto de solidus.

En un diagrama de fases binario, se desea calcular la fracción de fase líquida en un punto dentro de una región donde coexisten sólido (α) y líquido (L). Aplicando la Regla de la Palanca: El porcentaje de líquido es proporcional a la distancia desde la composición global del sistema hasta la línea de liquidus. El porcentaje de líquido se obtiene dividiendo la distancia desde la composición global hasta la línea de solidus por la longitud total de la isoterma (línea de enlace). La composición química de la fase líquida es idéntica a la composición global del sistema en cualquier punto de la región bifásica. La fracción de líquido se calcula sumando las concentraciones de los componentes A y B y dividiéndolas por la temperatura de transformación isotérmica.

Durante el mecanizado de una pieza de precisión, el ingeniero observa que, aunque la rugosidad superficial es correcta, la pieza falla prematuramente por fatiga. ¿A qué concepto de los estudiados debería prestar atención para solucionar el problema?. A la textura superficial, ya que probablemente el patrón de marcas de la herramienta es demasiado direccional. A la integridad superficial, evaluando posibles cambios de dureza o tensiones residuales de tracción en la capa alterada subyacente. A la manufactura económica, ya que el valor añadido del proceso no compensa la baja calidad del material de partida. Al enlace secundario de Van der Waals, que se habrá roto debido al incremento de temperatura durante el corte.

Según la Regla de las Fases de Gibbs para un sistema de dos componentes a presión constante (F+L=C+1), si en un punto del diagrama coexisten tres fases en equilibrio, ¿cuántos grados de libertad tiene el sistema?. 1: Se puede variar la temperatura sin que desaparezca ninguna fase. 2: Se puede variar tanto la temperatura como la composición de forma independiente. 0: El sistema se encuentra en un punto invariante (como un punto eutéctico). 3: El sistema es altamente inestable y evolucionará hacia una fase única.

En el estudio de la microestructura, ¿qué sucede si aumentamos drásticamente el número de sitios de nucleación durante la solidificación?. Desaparecerán los límites de grano, creando un monocristal perfecto. Se obtendrá una estructura de grano fino, lo que generalmente mejora las propiedades mecánicas. El material tenderá a formar una estructura amorfa o vítrea. Se obtendrá un tamaño de grano mayor debido a la competencia por el espacio.

¿Cuál es la diferencia fundamental entre una reacción eutéctica y una eutectoide?. La eutéctica involucra una fase sólida transformándose en dos líquidas, mientras que la eutectoide es a la inversa. La eutéctica parte de una fase líquida para dar dos sólidas, mientras que la eutectoide parte de una fase sólida para dar otras dos sólidas. Ambas son idénticas, pero la eutectoide solo ocurre en aleaciones no ferrosas. La reacción eutéctica ocurre a presión constante y la eutectoide al vacío.

Según la Regla de las Fases de Gibbs para un sistema de dos componentes a presión constante (F+L=C+1), si nos encontramos en un punto donde coexisten tres fases en equilibrio: El sistema tiene un grado de libertad, permitiendo variar la temperatura sin alterar el equilibrio. El sistema es invariante (L=0), lo que corresponde a un punto como el eutéctico o el eutectoide. Se pueden variar tanto la temperatura como la presión de forma independiente. El número de componentes debe ser necesariamente tres para mantener el equilibrio.

Si comparamos un mismo material en estado cristalino frente a su estado amorfo (vítreo), la estructura amorfa se caracteriza por: Presentar un ordenamiento de largo alcance y una mayor densidad empaquetada. Tener un volumen específico menor debido a la ausencia de sitios de nucleación. Presentar un mayor volumen específico y, en consecuencia, una menor densidad. Carecer de una temperatura de transición vítrea (Tg) definida.

Desde la perspectiva económica de la manufactura, esta se define fundamentalmente como: La aplicación de procesos químicos y físicos para alterar la geometría de un material. El conjunto de operaciones de ensamblado permanente y semipermanente. La transformación de materiales en artículos de mayor valor mediante operaciones de procesamiento (valor añadido). La optimización del coste energético mediante el uso exclusivo de materiales biodegradables.

En el diagrama Hierro-Carbono (Fe−C), la fase Austenita (γ): Es una solución sólida intersticial de carbono en una red BCC estable a temperatura ambiente para aceros al carbono. Presenta una solubilidad máxima de carbono del 0.022% a 727ºC. Tiene una estructura FCC y puede aparecer como fase estable a temperatura ambiente en aceros inoxidables o con alto contenido en Manganeso. Es el constituyente más duro y frágil del acero, con una dureza aproximada de 68 HRC.

La microestructura denominada Bainita se diferencia de la Perlita en que: La Bainita es una estructura no laminar de ferrita y cementita obtenida por transformación isotérmica. La Perlita se obtiene a temperaturas inferiores a la formación de la martensita (Ms). La Bainita solo puede formarse en aceros hipereutectoides mediante enfriamiento continuo muy lento. La Perlita presenta una dureza superior a la Bainita debido a su disposición en colonias de láminas finas.

¿Cuál de los siguientes factores favorece la formación de una fundición blanca en lugar de una fundición gris?. Un contenido elevado de Silicio (entre 1% y 3%) que actúa como grafitizante. Un enfriamiento muy lento que permita la formación de láminas de grafito. Un enfriamiento rápido y un bajo contenido en Silicio (Si<1%), impidiendo la grafitización del carbono. La adición de Magnesio o Cerio para provocar la nucleación de grafito esferoidal.

En los polímeros termoplásticos, ¿qué factor contribuye positivamente a un aumento del grado de cristalinidad?. Una estructura química con ramificaciones abundantes y largas que impidan el empaquetamiento. Un enfriamiento extremadamente rápido desde el estado fundido (temple). Una alta estereorregularidad (como en los polímeros isotácticos) y un enfriamiento lento. La adición de grandes cantidades de plastificantes entre las cadenas moleculares.

Por encima de la temperatura de transición vítrea (Tg), un polímero amorfo se comporta físicamente como: Un sólido rígido y quebradizo similar a un vidrio. Un material correoso o elástico debido a la movilidad de los segmentos de las cadenas. Un líquido de baja viscosidad que ha alcanzado su punto de fusión (Tm). Un material con estructura 100% cristalina y volumen específico mínimo.

Los materiales vitrocerámicos ofrecen ventajas sobre los vidrios convencionales debido a que: Son totalmente amorfos, lo que les confiere una transparencia absoluta. Presentan una estructura policristalina (90-98%) que elimina la porosidad y mejora la resistencia al choque térmico. Tienen un coeficiente de expansión térmica muy elevado, facilitando su moldeo por soplado. No requieren agentes de nucleación como el TiO2 o ZrO2 para su fabricación.

El proceso de "templado" en vidrios tiene como objetivo principal: Eliminar todas las tensiones residuales mediante un enfriamiento muy lento en un horno de recocido. Transformar el vidrio en un material monocristalino de alta ductilidad. Introducir tensiones de compresión en la superficie mediante enfriamiento rápido para aumentar la resistencia a la rotura. Aumentar la viscosidad del material hasta alcanzar el punto de reblandecimiento.

En un material compuesto reforzado con fibras largas y alineadas, bajo condiciones de "isodeformación" (carga paralela a las fibras): La matriz y las fibras soportan la misma tensión mecánica independientemente de su módulo elástico. El módulo elástico del compuesto se calcula mediante la inversa de la regla de las mezclas. Las deformaciones de la matriz, la fibra y el compuesto son idénticas (ϵc=ϵm=ϵf). La fibra no aporta resistencia adicional, siendo la matriz la que soporta toda la carga máxima.

El uso de silanos como agentes de acoplamiento en materiales compuestos tiene la función de: Disminuir el peso molecular de la matriz polimérica para mejorar la procesabilidad. Mejorar la unión química en la interfase entre la fibra de vidrio (inorgánica) y la matriz polimérica (orgánica). Actuar como catalizadores para iniciar la reacción de vulcanización en elastómeros. Incrementar la porosidad del núcleo en estructuras tipo sándwich para reducir el peso.

El proceso de pultrusión en la manufactura de compuestos se caracteriza por: Ser un proceso discontinuo ideal para piezas de geometría compleja y variable. Fabricar perfiles de sección transversal constante mediante el estirado de fibras continuas a través de un baño de resina y un dado caliente. Utilizar moldes abiertos donde se aplica la resina de forma manual o por aspersión. Ser el método estándar para la fabricación de estructuras tipo sándwich con núcleos de panal de abeja.

En los tratamientos térmicos de los aceros, la diferencia principal entre el "recocido total" y la "normalización" es: La normalización utiliza un enfriamiento más lento dentro del horno para obtener perlita gruesa. El recocido total produce perlita fina y una mayor dureza que la normalización. La normalización se realiza mediante enfriamiento al aire, resultando en una estructura de perlita más fina, mayor resistencia y dureza que el recocido total. El recocido total es un tratamiento superficial que no afecta a la microestructura global del grano.

El trabajo en frío de un metal provoca, a nivel microestructural: La formación de granos equiaxiales libres de deformación y tensiones. Un aumento de la densidad de dislocaciones, lo que incrementa la resistencia y disminuye la ductilidad. Una disminución drástica de la dureza debido al alivio de esfuerzos residuales. La eliminación total de la anisotropía en las propiedades mecánicas del material.

Durante el proceso de recristalización, la temperatura de recristalización se reduce si: Disminuye el porcentaje de trabajo en frío aplicado previamente al metal. Aumenta el tiempo de permanencia en el horno durante el recocido. Se utiliza una aleación en lugar de un metal puro. El tamaño de grano inicial antes de la deformación era muy grande.

El tratamiento térmico de "Martempering" (o temple escalonado martensítico) se utiliza para: Formar exclusivamente perlita gruesa en aceros de alta templabilidad. Evitar la formación de grietas de temple y distorsiones mediante un enfriamiento interrumpido por encima de Ms para homogeneizar la temperatura. Incrementar la ductilidad de la martensita transformándola directamente en ferrita proeutectoide. Sustituir el proceso de revenido, obteniendo directamente martensita revenida en un solo paso.

Para que una aleación sea endurecible por precipitación, es condición necesaria que: El sistema presente una solubilidad total de los componentes en estado sólido a cualquier temperatura. Exista una fase única a alta temperatura que pueda disolver completamente a la segunda fase. El material sea un cerámico tradicional conformado por prensado isostático. La velocidad de enfriamiento sea lo suficientemente lenta para permitir el crecimiento de granos gruesos.

En un ensayo de inspección por ultrasonidos, el uso de un "acoplante" es imprescindible porque: Aumenta la velocidad de propagación del sonido dentro del material inspeccionado. Protege al palpador de las altas temperaturas del tratamiento de revenido. Elimina el aire entre el palpador y la pieza, permitiendo la transmisión de la energía sónica debido a la diferencia de impedancias acústicas. Permite calcular el ángulo crítico de refracción según la ley de Snell en medios gaseosos.

El concepto de "Integridad Superficial" en la manufactura se refiere a: Únicamente a la rugosidad o textura externa de la pieza mecanizada. Al valor económico añadido que se le otorga a la superficie mediante recubrimientos. Al estudio de las alteraciones producidas en la capa subyacente (dureza, tensiones residuales, microestructura) por el proceso de fabricación. Al cumplimiento de las tolerancias dimensionales unilaterales según la norma ANSI.

En el contexto de los enlaces atómicos, ¿cuál es la función crítica de los enlaces secundarios (fuerzas de Van der Waals y puentes de hidrógeno) en los materiales poliméricos?. Determinar la alta temperatura de fusión característica de los polímeros termoestables. Permitir la formación de nubes de electrones que faciliten la conductividad eléctrica. Dictar las interacciones moleculares que afectan a la flexibilidad y el comportamiento térmico por encima de la Tg. Sustituir completamente a los enlaces covalentes en la estructura de la cadena principal de carbono.

Al analizar un material que ha enfriado muy lentamente desde su estado fundido frente a otro que ha enfriado rápidamente, se observa que el primero es más cristalino. Físicamente, esto se traduce en que el material más cristalino tendrá: Un mayor volumen específico debido al ordenamiento de largo alcance. Una densidad mayor y un volumen específico menor que su versión amorfa. Una total ausencia de límites de grano debido a la homogeneidad del proceso. Una estructura desordenada que facilita la transparencia óptica absoluta.

Desde la definición tecnológica de la manufactura, esta se entiende como: La transformación de materiales en artículos de valor mediante operaciones de marketing. La aplicación de procesos físicos y químicos para alterar la geometría, propiedades o apariencia de un material. El estudio exclusivo de los costes de producción y la optimización de beneficios (valor añadido). La síntesis química de nuevos elementos moleculares a partir de materias primas biológicas.

En el estudio de la microestructura, el "límite de grano" se define como: La zona de la superficie donde se aplican los tratamientos de integridad superficial. El sitio de nucleación inicial donde comienza la solidificación de un material amorfo. La región de transición entre dos cristales (granos) que tienen diferentes orientaciones cristalográficas. La distancia máxima que un electrón puede recorrer en un enlace metálico.

La "Integridad Superficial" es un concepto fundamental en manufactura que estudia: Únicamente la rugosidad externa y los patrones mecánicos dejados por la herramienta (textura). La alteración de la capa subyacente, incluyendo cambios en dureza, deformación plástica y esfuerzos residuales provocados por el proceso. La capacidad de un material para ser biodegradable sin perder su resistencia mecánica. La cantidad de desperdicios y desechos generados durante el proceso de mecanizado.

Según la teoría de la fricción en tribología, el fenómeno del "bloqueo mecánico" se produce por: La formación de microsoldaduras en las asperezas debido a la alta presión de contacto. La transferencia de metal de una superficie blanda a una dura (desgaste adhesivo). La interferencia física entre las irregularidades (asperezas) de las dos superficies en contacto. La aplicación de un lubricante sólido que impide el movimiento cinético.

Los defectos superficiales en cristales, como escalones (steps), terrazas (terraces) y adátomos, son tecnológicamente importantes porque: Eliminan por completo la fricción mecánica en dispositivos de precisión. Funcionan como sitios de adsorción críticos para reacciones químicas en catalizadores. Son los responsables de que un material pase de ser cristalino a amorfo de forma espontánea. Impiden el almacenamiento de datos en cristales dopados con tierras raras.

En la selección de materiales, según las estadísticas de fallo proporcionadas en el curso, ¿cuál es la causa principal de fallo en componentes de ingeniería?. La corrosión a elevada temperatura (7%). La inadecuada selección del material (38%). La fatiga por esfuerzos cíclicos (25%). La fractura frágil por sobrecarga térmica (16%).

Una de las tendencias actuales más fuertes en la tecnología de materiales mencionada en las fuentes es: El incremento de la densidad de los materiales para mejorar la inercia térmica. El uso de materiales con mayor expansión térmica para facilitar el conformado. La búsqueda de la biodegradabilidad y la reducción de la contaminación. La sustitución de enlaces iónicos por enlaces metálicos en cerámicos avanzados.

¿Cuál es la relación correcta entre el número de sitios de nucleación y el tamaño de grano final durante la solidificación de un metal?. A menor número de sitios de nucleación, se obtiene un grano más fino y mayor resistencia. El número de sitios de nucleación solo afecta a los materiales amorfos, no a los cristalinos. Un mayor número de sitios de nucleación suele dar lugar a una estructura de grano más fino. La velocidad de enfriamiento no guarda relación con la nucleación ni con el tamaño de grano.

Dentro de las operaciones de manufactura, las "Operaciones de Proceso" se dividen en tres categorías principales. ¿Cuál de las siguientes es una de ellas?. Operaciones de ensamble permanente como la soldadura. Procesado de superficies, como la limpieza o el recubrimiento. Sujeciones mecánicas mediante tornillos y remaches. Operaciones de logística y transporte de materia prima.

En un sistema de almacenamiento de datos basado en defectos cristalinos (como el óxido de itrio dopado con lantánidos), los bits binarios se representan mediante: El cambio de color del cristal bajo luz blanca. La manipulación de electrones atrapados en huecos (defectos) de la red cristalina. La orientación magnética de los granos a escala macroscópica. La deformación plástica permanente del cristal mediante un láser térmico.

Si observamos el gráfico de volumen unitario frente a temperatura, el paso del estado líquido al sólido en una estructura amorfa se diferencia de la cristalina en que: La estructura amorfa presenta una discontinuidad abrupta en el volumen en el punto de fusión (Tm). La estructura amorfa cambia su pendiente de contracción en la temperatura de transición vítrea (Tg) de forma gradual. El material amorfo siempre termina teniendo una densidad mayor que el cristalino al llegar a temperatura ambiente. La temperatura de transición vítrea (Tg) es siempre superior a la temperatura de fusión (Tm).

El "Desgaste Adhesivo" en tribología se caracteriza fundamentalmente por: La erosión de la superficie debido al flujo de un fluido a alta velocidad. El bloqueo mecánico de las asperezas sin transferencia de masa. La separación gradual de material mediante la rotura de uniones creadas por adhesión de asperezas. La corrosión química de la superficie por falta de lubricación.

¿Cuál es el objetivo primordial de la lubricación en la interacción entre superficies solidas?. Incrementar el coeficiente de fricción estática para evitar deslizamientos. Reducir el rozamiento y el desgaste para producir un mejor deslizamiento. Fomentar el bloqueo mecánico entre las asperezas de la pieza y la herramienta. Aumentar la temperatura de la interfase para facilitar la recristalización.

Los metales se caracterizan por tener un enlace metálico que les otorga propiedades específicas. Según el curso, esto explica su: Baja conductividad térmica pero alta ductilidad. Transparencia óptica y alta fragilidad. Alta conductividad eléctrica, térmica y su capacidad de fácil conformado. Estabilidad química absoluta frente a cualquier agente oxidante.

Al procesar un material, se pueden generar cambios en la "capa alterada subyacente". ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de cambio en la integridad superficial citado en las fuentes?. La modificación del ángulo de contacto del adhesivo. El agotamiento de la aleación o esfuerzos residuales. El aumento de la entropía molecular en enlaces secundarios. El cambio de la fracción molar de los monómeros en la superficie.

¿Qué factor de selección de materiales se relaciona con la disponibilidad y el impacto ambiental (huella de carbono)?. Factores mecánicos. Factores de procesado. Medio ambiente. Factores de duración (fatiga).

En la representación del átomo a lo largo de la historia, el modelo de Schrödinger (1926) introdujo el concepto de: Electrones girando en niveles bien definidos (órbitas). Átomos como esferas macizas e indivisibles. Nubes de probabilidad de electrones llamadas orbitales. Un núcleo positivo rodeado de electrones en una corteza.

La manufactura económica se basa en el concepto de "valor añadido". Esto significa que: El material procesado tiene un valor monetario mayor que la materia prima original. El coste de la energía debe ser siempre superior al coste de la maquinaria. Las piezas deben ser lo más pesadas posible para justificar su precio. Solo se añade valor si el proceso es 100% manual.