Tecnologías de los Materiales - Trabajo Práctico 1 Para la realización de este trabajo práctico se necesita el siguiente material: -

-

Carpeta completa. De ella se obtienen los conceptos y fórmulas necesarias. Tablas (por lo menos las páginas 1 a 10). Sirven para obtener los valores de las propiedades de los materiales que se necesitan en los problemas. También se pueden obtener fórmulas geométricas y conversión de unidades. Lecturas complementarias 1. Estas lecturas deben estudiarse en forma individual y preguntar al profesor sobre las cuestiones que no se entiendan.

1) Se debe pintar una superficie que tiene forma de triángulo rectángulo, de 130 cm de base y 10 2 pies de altura. Se usará una pintura que especifica que su rendimiento es de 4 litros por cada m . ¿Cuántos litros de pintura serán necesarios para darle dos manos? 2) En las especificaciones de un producto se indica que pesa 200 libras y que sus medidas son de 2” x 5” x 3 pies. ¿Cuánto pesa en Kg y cuáles son sus medidas en mm, cm y m en el orden dado? 3) En relación al anterior ¿cuál es su volumen en litros y en m 3 ? 4) En las especificaciones de un matafuegos se lee que su contenido se encuentra a una presión de 25 MPa. ¿Cuánto es esa presión en Kg/cm 2 ? ¿Y en Kg/m 2 ? 5) Una estufa eléctrica tiene una potencia de 1200 W y funciona durante 3 horas, es decir que consume una energía de 1200 W . 3h = 3600 Wh. ¿Qué cantidad de calor entrega en Kcal? 6) El motor de un automóvil tiene una potencia de 80 CV. Expresar esa potencia en KW y en HP. 7) Dar 2 ejemplos de: a) Materias primas naturales inorgánicas. b) Materias primas naturales orgánicas. c) Materias primas sintéticas. d) Industrias extractivas. e) Transformación física. f) Transformación química. g) Productos semielaborados. h) Insumos. i) Combustibles. j) Tóxicos. 8) Describa el comportamiento de los siguientes materiales explicando brevemente algunas de las propiedades pedidas. (Copie el cuadro en su hoja). Material

Mecánicas

Propiedades Eléctricas Térmicas

Ópticas

Cobre Vidrio Madera de pino Plástico de envase de gaseosa 9) Calcular el peso específico del cuerpo del problema 2 en Gr/cm 3 . 10) Un tanque de acero debe tener 1m de diámetro y 80 cm de altura en su exterior y no tendrá tapa. Si el espesor de la chapa es de 4 mm, calcular el peso del tanque. ¿Podrá transportarlo un solo operario? 11) ¿Qué tipo de madera puede ser la que tiene dimensiones de 4 x 5 x 10 cm y pesa 160 g? 12) Se pesa un frasco de alcohol lleno dando como resultado 500 gr. Luego se pesa el frasco vacío y resulta ser de 200 gr. En el frasco se dice que el contenido neto es de 350 cm 3. Calcular el peso específico del líquido y compararlo con el del alcohol para determinar si el alcohol está rebajado con otro líquido. Si fuera así, se lo mezcló con un líquido más pesado o liviano que el alcohol? 13) Determinar la densidad relativa del marfil y su peso específico en Kg/m 3. 14) Si compra una barra de acero de 12 m de longitud a 40 OC ¿cuánto medirá a 10

O

C?

15) Si un frasco de vidrio común contiene alcohol metílico hasta el borde a 20 OC, ¿a 40 OC el nivel del líquido se mantiene igual, disminuye o desborda? ¿Por qué?

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O

16) ¿Se puede calentar un caño de plomo hasta 400 C? O

17) ¿En que estado se encuentra el azufre a 80, 200 y 600 C? 18) Cinco kg de aluminio llegan a la temperatura de fusión. Para que se funda, ¿es necesario entregar más calor? ¿Cuánto? 19) Diez kg de un líquido, que alcanzó su temperatura de vaporización, necesitó 900 Kcal adicionales para vaporizarse. ¿Cuál es su calor de vaporización? ¿Qué líquido podría ser? O

O

20) Es necesario calentar a 500 kg de aluminio de modo que pase de 20 C a 30 C. ¿Qué cantidad de calor es necesario entregar? 21) El calentamiento del problema anterior se hará con: 3 3 a) Gas natural (suponer una densidad de 1,4 gr/m ). ¿Cuántos m se necesitan? 3 b) Nafta super (suponer una densidad de 0,9 gr/cm ). ¿Cuántos litros se necesitan? c) Energía eléctrica. ¿Cuántos KWh se necesitan? 22) Averiguar los precios para el problema anterior y determinar cuánto cuesta cada uno en pesos. 23) Una pared de tiene de 2 por 3 metros y de 4mm de espesor y separa ambientes que están a 10 y 30 OC. Se desea saber cuánto calor pasa en una hora si la pared es de: a) Corcho b) Aluminio 24) Un bloque de acero de 20 Kg se desplazará sobre una superficie de fundición, sin lubricación. ¿Qué fuerza es necesario aplicar? 25) Repetir el problema anterior si la superficie es de goma. ¿Qué conclusiones obtiene? 26) Qué resistencia eléctrica presenta un cable de cobre de 1mm longitud?

2

de sección y de 40 m de

27) Entre el papel y la mica, ¿cuál conviene para generar un campo eléctrico más intenso? 28) Averigüe el valor aproximado de la permeabilidad magnética del hierro en relación al aire. ¿Por qué los bobinados de motores se realizan con núcleos de hierro? 29) Un rayo de luz proveniente del aire, ¿se desvía más en el agua o en el diamante? 30) Usando las tablas, para cada propiedad, busque los dos materiales que tengan el mayor valor. 31) Usando las tablas, para cada propiedad, busque los dos materiales que tengan el menor valor. 32) Confeccione un índice de las lecturas complementarias 1. Le servirá para la prueba integradora.

Algunas respuestas (todos los resultados están dados en forma aproximada): 3

2

2

1) 16 litros 2) 91 Kg; 50,8 mm; 12,7 cm; 0,914 m 3) 5,9 lt; 0,006 m 4) 254,75 Kg/cm ; 2547500 Kg/m 5) 3 3096 Kcal 6) 59 KW; 81HP 9) 15,4 Gr/cm 10) 105 Kg; probablemente no. 11) podría ser roble 12) 0,86 3 3 Gr/cm . Puede suponerse que se mezcló con un líquido más pesado. 13) 1,8 a 1,9 y 1800 a 1900 Kg/m . 14) 4,3 mm menos 15) Desborda porque el coeficiente volumétrico de dilatación del líquido es mayor que el del vidrio (cuidado, el del vidrio es el triple del valor de la tabla. Por qué?). 16) No, se funde antes. 17) Sólido, líquido y vapor (vea los puntos de fusión y ebullición). 18) 470 Kcal 19) 90 kcal/kg; podría ser éter 20) 1085 3 Kcal. 21) a) 0,000083 m b) 0,11 lt c) 1,26 KWh. 22) Para saber los costos averigue cuánto cuesta las unidades y multiplique. 23) a) 1500 Kcal b) 5250000 Kcal 24) 3,6 Kg 25) 12 Kg 26) 0,712 ohm 27) Mica 28) 10000 29) Diamante.

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Tecnologías de los Materiales - Trabajo Práctico 2 Para la realización de este trabajo práctico se necesita el siguiente material: 1) Carpeta completa. De ella se obtienen los conceptos y fórmulas necesarias. 2) Tablas (por lo menos las páginas 10, 11 y 12). Sirven para obtener los valores de las propiedades de los materiales que se necesitan en los problemas. 3) Lecturas complementarias 2A. Estas lecturas deben estudiarse en forma individual y preguntar al profesor sobre las cuestiones que no se entiendan. Muchas respuestas de este TP se encuentran en ellas. 1) Buscar un ejemplo de elementos sencillos que soporten: a) Tracción. b) Compresión. c) Corte. d) Flexión. e) Torsión. (Describa la situación) 2) Buscar un ejemplo de algún elemento sencillo que soporte una solicitación compuesta e indique cuáles la componen. (Describa la situación) 3) Haga un gráfico de barras con los valores de la tensión de fluencia para tracción con los siguientes materiales: SAE 1020, SAE 1060 laminado, SAE 1095 normalizado, SAE 3245, Aluminio puro, Duraluminio, Cobre recocido, Latón en barra y Bronce laminado. 4) ¿Qué ocurre con la tensión de fluencia de los aceros al aumentar el porcentaje de carbono? 5) Haga un gráfico de barras con los valores de la resistencia estática a la tracción con los siguientes materiales: SAE 1020, SAE 1060 laminado, SAE 1095 normalizado, SAE 3245, Fundición gris, Aluminio puro, Duraluminio, Cobre recocido, Latón en barra y Bronce laminado. 6) ¿Qué ocurre con la resistencia estática a la tracción de los aceros al aumentar el porcentaje de carbono? 7) Haga un gráfico de barras con los valores de los alargamientos de rotura por tracción con los siguientes materiales: SAE 1020, SAE 1060 laminado, SAE 1095 normalizado, SAE 3245, Fundición gris, Aluminio puro, Duraluminio, Cobre recocido, Latón en barra y Bronce laminado. 8) ¿Qué ocurre con el alargamiento de los aceros al aumentar el porcentaje de carbono? 9) De los materiales de la tabla de valores promedio de ensayo indique los 3 más dúctiles y los 3 menos dúctiles. 10) ¿Qué fuerza es necesario aplicar en tracción a un acero SAE 1010 de 10 mm de diámetro para producir su rotura? Si su longitud inicial era de 100 cm, ¿cuál será su longitud final? 11) Repetir el problema anterior si el material es aluminio. 12) Se aplica una tensión de 250 Kg/cm2 a una barra de bronce de 500 mm de longitud. ¿Cuál será el alargamiento? ¿Cuál será la longitud final? 13) Una barra de hierro dulce de sección cuadrada, de 5 mm de lado, soprta una fuerza de tracción intermitente de 200 Kg. ¿La barra puede cumplir su función adecuadamente? 14) Si un material tiene una dureza de 4,2 en la escala de Mohs, ¿qué significa? 15) Entre el acero SAE 1020 y la fundición gris, ¿quién es más resistente? ¿Quién es más duro? 16) Averiguar la dureza de un acero SAE 1080 en las escalas Brinell, Vickers, Shore, Rockwell C y Rockwell B. 17) Dar dos ejemplos de materiales: a) Frágiles. b) Tenaces. c) De alta resiliencia. d) De baja resiliencia. e) Maleables. 18) Dé un ejemplo donde sea importante la siguiente propiedad: a) Colabilidad. b) Forjabilidad. c) Maquinabilidad. d) Soldabilidad. e) Aptitud al encolado. f) Pleglabilidad. g) Embutibilidad. h) Resistencia a la fatiga. i) Resistencia al creep 19) ¿Cuáles son las principales propiedades de los metales? 20) Explique que estudian la metalografía, la metalurgia y la siderurgia. 21) ¿Qué es una aleación? 22) ¿Cuáles son las principales propiedades del hierro? 23) Haga un cuadro sinóptico del tema hornos.

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24) ¿Qué es el arrabio y como se obtiene? 25) Dé los nombres de los procesos para convertir arrabio en acero y explíquelos sintéticamente. 26) ¿En que consiste el laminado y que formas pueden obtenerse? 27) ¿Cómo se obtienen los tubos? ¿Qué tipos hay? 28) ¿Qué es la hojalata? 29) ¿Qué es el hierro forjado? 30) Haga un cuadro con los tipos de aceros y sus características. 31) Explique que es la: a) Ferrita. b) Cementita. c) Perlita. d) Austenita. e) Martensita. f) Todos los anteriores. 32) ¿Qué son y para qué sirven los tratamientos térmicos? 33) ¿Qué diferencia existe entre los hierros alfa y gamma? 34) Explique cómo se hace y para qué sirve el: a) Recocido. b) Templado. c) Cementado. 35) Haga un cuadro con las propiedades más importantes del aluminio, el cobre, el estaño y el plomo. 36) ¿Qué es el bronce? ¿Qué es el latón? 37) Haga un cuadro donde aparezcan los metales vistos y en qué se utilizan. 38) Haga un cuadro de los compuestos más comunes de los metales vistos y en qué se usan. 39) ¿En qué consiste la corrosión? 40) Haga un cuadro con los métodos de protección contra la corrosión y en qué consisten. 41) Haga un cuadro sinóptico del tema fundición. 42) ¿Cuáles son los métodos modernos de fundición y en qué consisten? 43) ¿En qué consiste la forja? ¿Qué métodos hay? 44) ¿Qué significa extrusión? 45) Haga un cuadro sinóptico de los tipos de soldadura. 46) ¿En qué consiste la sinterización ? 47) Haga un cuadro con la clasificación de máquinas herramientas y en que consisten. 48) Indique para que sirve cada una de las siguientes máquinas herramientas convencionales: a) Torno. b) Perfiladora. ¿Con qué otro nombre se la conoce? c) Cepilladora. d) Fresadora. e) Taladro. f) Pulidora. g) Sierra. h) Prensa. 49) ¿Qué ventajas y desventajas tienen las máquinas herramientas no convencionales? 50) Explique en que consisten cada una de las máquinas herramientas no convencionales detalladas en el texto. Algunas respuestas: 4) Aumenta 6) Aumenta 8) Disminuye 9) Ver los valores del alargamiento de rotura 10) 2 3140 Kg, 137 mm 11) 1044 Kg, 107,5 mm 12) Con un módulo de 12000 kg/mm se alarga 2 décimas de mm 2 2 13) No. Soporta una tensión de 800 Kg/cm y la admisible es de 600 Kg/cm . 15) SAE 1020. Fundición. 16) De la tabla 260; con el gráfico, aproximadamente, 260, 42, 25, 103.

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Tecnologías de los Materiales - Trabajo Práctico 3 Para la realización de este trabajo práctico se necesita el siguiente material: 1) Carpeta completa . 2) Tablas (por lo menos las páginas 13,14 y 15). 3) Lecturas complementarias 2B y 3A. 1) ¿Qué es un polímero? ¿Cómo se clasifican en base a su estructura? 2) ¿En qué se diferencian la polimerización por adición y por condensación? 3) ¿Qué es una resina? ¿Qué es una goma? ¿Qué es el latex? 4) ¿Cuáles son las principales propiedades del caucho? ¿Cuáles son sus aplicaciones? 5) Haga una síntesis de los procesos modernos de fabricación del caucho. 6) Haga una tabla con los principales cauchos sintéticos y sus propiedades/aplicaciones. 7) ¿Qué es un plástico? ¿Cuáles son sus principales propiedades? 8) Haga un cuadro sinóptico con tres clasificaciones de los plásticos. 9) Haga un cuadro con los elementos que componen la fabricación de plásticos y en que consisten. 10) Haga un cuadro donde consten nombre del plástico, sigla y aplicaciones. 11) ¿Cómo se clasifican las maderas? 12) ¿Cuáles son las principales características de la madera? 13) ¿En qué consisten la técnicas de protección de la madera? 14) Haga un cuadro sinóptico de las herramientas para el trabajo de la madera. 15) Dé un ejemplo de un tipo de ensambladura. 16) ¿Qué es un pegamento? ¿Qué tipos existen? 17) ¿Cuáles son las principales aplicaciones del corcho? 18) Haga un diagrama de los procesos que se realizan sobre el cuero. 19) ¿Cuáles son las principales propiedades del vidrio? 20) Haga un cuadro con los tipos de vidrio comercial y sus características. 21) ¿Qué es una fibra óptica? ¿En que se la utiliza? 22) ¿Cuáles son los principales tipos de cementos? ¿Qué características tienen? 23) ¿Qué es el hormigón? ¿Qué es el hormigón armado? 24) ¿Cuáles son las principales propiedades del agua? 25) ¿A qué se debe la dureza del agua? ¿Qué nombre recibe habitualmente? ¿Cuáles métodos se usan para eliminarla? 26) ¿A qué se llama hielo “seco”? ¿En qué se diferencia del “normal”? 27) ¿Qué es un ácido? ¿Qué es una base? ¿Qué es la neutralización? 28) ¿Usted tomaría ácido acético? ¿Y ácido ascórbico? ¿E hidróxido de magnesio? ¿Por qué? 29) a) Ordene las siguientes sustancias de la más ácida a la menos ácida y de el valor del pH de cada una: vino, orina, jugo de limón, vinagre, leche. b) Ordene las siguientes sustancias de la más básica a la menos básica y de el valor del pH de cada una: sangre, leche de magnesia, amoníaco, dentífrico. 30) Haga un cuadro con los ácidos más comunes y sus aplicaciones. 31) De tres ejemplos de disolventes.

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32) ¿Cuáles son los componentes principales de una pintura? ¿Qué función cumple cada uno? 33) ¿Qué es un barniz? 34) ¿Cuáles son las principales aplicaciones del hidrógeno? 35) ¿Qué son el deuterio y el tritio? ¿Para qué se utilizan? 36) ¿Cuáles son las principales aplicaciones del oxígeno? 37) ¿Qué es el ozono? ¿Qué importancia tiene? ¿Usted aspiraría ozono? 38) ¿Cuáles son las principales aplicaciones del dióxido de carbono? ¿Y del anhídrido carbónico? 39) ¿Qué cuidados deben tomarse con el monóxido de carbono? 40) ¿Qué es una caldera? ¿Qué tipos hay? ¿En qué consisten? 41) Explique que es el vapor saturado, el vapor húmedo y el vapor sobrecalentado. 42) Haga un cuadro comparativo de los gases metano, propano y butano. 43) ¿Usted podría respirar un gas con sólo 20% de oxígeno y un 80% de nitrógeno? ¿Por qué? 44) ¿Cuánto pesa aproximadamente un metro cúbico de aire atmosférico a nivel del mar? 45) ¿Cuáles son las principales aplicaciones del aire comprimido? 46) ¿Qué es una bomba? ¿Qué es un compresor? ¿Qué tipos hay? ¿En qué se diferencian? (Consulte al profesor) 47) ¿Cuáles son los principales refrigerantes? ¿Qué efecto ejercen sobre la atmósfera?

Tecnologías de los Materiales - Trabajo Práctico 3 bis 1) ¿Qué significa la sigla SAE 3320? 2) Un acero para herramientas con más de 4% de cromo y 0,25 % de carbono, ¿qué sigla tiene? 3) ¿Cuánto carbono y cuánto níquel tiene un acero un acero SAE 2330? 4) Un acero con 0,2 % de molibdeno y un 0,4 % de carbono, ¿qué sigla tiene? 5) Dé la composición química de un acero SAE 30315 e indique que tipo de acero es. 6) A una presión de 1 Kg/cm2, una masa de agua ocupa un volumen de 300 cm3. ¿Qué volumen ocupará a 20 Kg/cm2? 7) Se debe llenar un tanque de agua de 1 m de altura y 60 cm de diámetro en 10 minutos. ¿Cuál debe ser el caudal? Si se usa un caño de 2 cm de diámetro ¿cuál es la velocidad del agua dentro del caño? 8) Si el tanque anterior se encuentra a 7 m de altura ¿cuál debe ser la potencia de la bomba? 9) Cuatro m3 de un gas tienen una presión de 5 Kg/cm2 y una temperatura de 40 OC. Su temperatura aumenta a 50 OC cuando se le reduce el volumen a 3 m3. ¿Cuál es su nueva presión? 10) Se desean almacenar 10 kg de metano a 20 OC bajo una presión de 3 Kg/cm2. ¿Qué volumen debe tener el depósito? Si es cilíndrico con un metro de altura ¿cuál debe ser su diámetro? 11) Haga un gráfico de la viscosidad cinemática en función de la temperatura para el aceite SAE 30. 12) ¿Cuántas veces disminuye la viscosidad del alcohol etílico cuando se calienta de 0 OC a 40 OC? 13) Haciendo un ensayo de viscosidad Saybolt sobre un aceite se obtuvo como resultado 300 seg. ¿Cuál es su viscosidad en grados Engler? ¿Y en cSt? ¿Y en cP? (la densidad del aceite en cuestión es de 0,9 gr/cm3). Algunas respuestas: 1) Acero al níquel-cromo (3,5% Ni, 1,5% Cr) con 0,20% de C. 2) SAE 5525 3) 0,3% C, 3 a 3 4% Ni 4) SAE 8640 5) Acero austenítico al cromo-níquel (inoxidable); 0,15% de C 6) 299,737 cm 7) 0,471 2 litros/seg ; 1,5 m/s 8) 0,032 KW 9) 6,88 Kg/cm 10) 5,15 m3, 256 cm 12) 3,8 veces 13) 8,53 E, 65,6 cSt, 72,9 cP

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