Cuestionario

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA DE MECANICA Y ELECTRICA

TURNO MATUTINO

QUÍMICA BASICA

PROFESORA. LETICIA FLORES HERNANDEZ

“CUESTIONARIO”

TEMA: ESTRUCTURA INTERNA Y PROPIEDADES

GRUPO: 1MM1 SALON: 403 EQUIPO: 2

PRESENTA:

CAMILO OCHOA GERSON ADIN

CAPDEPONT DE LA CRUZ ALEX ALBERTO

DE LA CRUZ VILLALOBOS LUIS ARTURO

FLORES ZUÑIGA VICTOR ALEJANDRO

MAY GOMEZ JHONY DE JESUS

MORALES RUIZ VÍCTOR ANTONIO

RAMOS DOMINGUEZ RICARDO

“Los científicos estudian el mundo como es,

Los ingenieros crean el mundo que nunca ha existido”.

17 DE SEPTIEMBRE 2014

INSTRUCCIONES: RESPONDER Y DETALLAR CADA PUNTO Y PREGUNTA DE ESTE CUESTIONARIO.

Link de la página para responder.

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4910/html/index.html

TEMA 1. ESTRUCTURA INTERNA Y PROPIEDADES

a. FORMAS EN QUE PUEDE SOLIDIFICAR UN MATERIAL.

b. EL ASPECTO EXTERNO DE UN CRISTAL DEPENDE DE TRES FEACTORES. ¿CUALES SON?

c. RESPONDER AUTOEVALUACION.

1.- SOLIDOS CRISTALINOS. TIPOS DE CRISTALES.

a. ¿QUE ES UN SÓLIDO CRISTALINO?

Es aquél que tiene un estructura periódica y ordenada, presenta formas determinadas a no se de fuerzas externas

a él y se expande en el plano tridimensional.

b. ¿COMO SE CLASIFICAN LOS SOLIDOS CRISTALINOS Y CUALES SON SUS PROPIEDADES?

Son clasificados en:

Cristales iónicos, pueden ser duros o frágiles, tienen alto punto de fusión, son buenos conductores de

electricidad y calor en estado líquido.

Cristales covalentes, son duros e incomprensibles, son malos conductores de calor y electricidad.

Cristales moleculares, son blandos, comprensibles y deformables, tienen bajo punto de fusión, igualmente

no conducen bien la electricidad o el calor.

Cristales metálicos, tienen buen resistencia ante esfuerzos externos y conducen muy bien la electricidad y

el calor.

c. RESPONDER AUTOEVALUACIÓN


2.- REDES CRISTALINAS

a. ¿QUE ES UNA CELDILLA UNIDAD O ELEMENTAL O UNITARIA?

Es el menor conjunto de átomos que mantienen la propiedad geométrica de una red, al expandírsele.

b. ¿COMO SE DETRMINA EL TAMAÑO DE UN CELDA UNITARIA?

Su tamaño viene determinado por sus lados a, b y c y sus ángulos alfa, beta y gamma.

c. ¿COMO SE LES LLAMA A LAS CATORCE REDES CRISTALINAS CONOCIDAS HASTA AHORA?

Redes de Bravais en honor a Auguste Bravais, quien fue el primero en proponer la estructura reticular de los

Minerales.

d. RESPONDER AUTOEVALUACION

e. ¿CUALES SON LOS INDICADORES CON LOS QUE SE PUEDEN DESCRIBIR CUALQUIER RED CRISTALINA?

Parámetros de la red (dimensiones de la red)

Índice de coordinación (número de átomos que se encuentran más cerca y equidistan de un átomo en

particular)

Número de átomos de una celdilla elemental (número de átomos que conforman la celdilla)

Densidad de compactación (Volumen que puede ocupar los átomos en la red cristalina)

f. ¿CUALES SON LOS PRINCIPALES SISTEMAS DE CRISTALIZACION PARA METALES Y ALEACIONES?

Red cúbica centrada en el cuerpo

Red cúbica centrada en las caras

Red hexagonal compacta

Red tetragonal centrada en el cuerpo

g. RESPONDER AUTOEVALUACION

3.- ESTADOS ALOTROPICOS

a. ¿PORQUE SE DICE QUE UN METAL ES POLITROPICO?

Es la característica de algunos metales para cambiar de red de cristalización dependiendo de la temperatura a la

que se encuentren

b. ¿CUALES SON LOS ESTADOS ALOTROPICOS DE HIERRO? ELABORAR TABLA COMPARATIVA.

ESTADO ALOTROPICO

SISTEMA EN QUE CRISTALIZA

TEMPERATURA DE FORMACION

CARACTERÍSTICA PRINCIPAL

MICROCONSTITUYENTE

Hierro Alfa (Feα)

Sistema cúbico centrado en el cuerpo

T .Formación<768ºC Es magnético Se le llama “ferrita”

Hierro Beta (Feβ)


768ºC≤T.Formación≤900ºC No es magnético No tiene

Hierro gamma (Feγ)

Sistema cúbico centrado en las caras

900ºC≤T.Formación≤1400ºC Gran capacidad de formar soluciones sólidas y disolución de carbono

Se le llama “austentita”

Hierro delta (Feδ)


1400ºC≤T.Formación≤1539ºC Es magnética pero con un parámetro de red mayor, debido a las altas temperaturas de su formación

No tiene

c. RESPONDER AUTOEVALUACION

4.- MODIFICACION DE LAS PROPIEDADES DE LOS METALES. ALEACIONES.

d. ¿QUE ES UNA ALEACION?

Es la mezcla homogénea en estado fundido un metal con al menos otro elemento que puede ser metálico o no,

pero el producto final obtenido debe presentar características metálicas.

e. ¿COMO SE LE LLAMA AL ELEMENTO QUE ESTA EN MAYOR PROPORCION?

Se le llama disolvente.

f. ¿COMO SE LE LLAMA AL ELEMENTO QUE ESTA EN MENOR PROPORCION?

Se le llama Soluto.

g. ¿DE QUE DEPENDEN LAS PROPIEDADES DE UNA ALEACION?

Dependen de su composición y del tamaño, forma y distribución de sus fases o microconstituyentes.

h. ¿CUALES SON LAS VENTAJAS DE LAS ALEACIONES?

Mayor dureza y resistencia a la tracción.

Menor temperatura de fusión, por lo menos en uno de sus componentes.

Menos ductilidad, tenacidad y conductividad térmica y eléctrica.

i. ¿EN FUNCION DE LOS COMPONENTES, COMO SE CLASIFICAN LAS ALEACIONES? PONER TABLA COMPLETA.

MEZCLAS

Se forman cuando los componentes son incapaces de disolverse mutuamente en estado sólido y no reaccionan químicamente formando compuestos.

Las aleaciones están formadas por cristales de A y B perfectamente distinguibles en la microestructura.

COMPUESTO

QUÍMICO

La relación entre el número de átomos de cada elemento es constante y coincide con una proporción estequiometria que puede expresarse según una fórmula sencilla (A xBy)

Tienen una determinada temperatura de fusión.

En la formación de las redes cristalinas, los átomos de los componentes están ordenados de manera regular, siendo el tipo de enlace rígido y no pudiendo haber exceso ni defecto de átomos de cualquiera de los elementos que forman el compuesto químico.

Los compuestos químicos se consideran como componentes si no se disocian en las partes que los componen en el intervalo de temperatura que se analizan.

SOLUCIÓN

SÓLIDA

Su composición química no se rige por una relación rigurosamente exacta de sus componentes, sino por un intervalo de concentraciones.

En toda solución sólida existe un metal (disolvente) en que se disuelven los átomos de la otra sustancia (soluto).

Cuando los cristales de solución sólida se forman con enfriamiento muy lento, tienen estructuras muy homogéneas y muy buenas propiedades mecánicas para ser empleados en la construcción de elementos de máquinas.

De acuerdo a cómo se produce esta disolución existen dos tipos de solución sólida: por sustitución y por inserción.

POR

SUSTITUCIÓN

El metal A tiene por ejemplo la red representada (BCC). La disolución del componente B en el metal A se efectúa por sustitución parcial de átomos de A por átomos de B.

Las soluciones sólidas por sustitución pueden

ser limitadas e ilimitadas.

Cuando la solubilidad es total en estado sólido

cualquier cantidad de átomos de A puede ser

sustituida por átomos de B.

Para esto deben cumplirse dos condiciones.

Que ambos metales tengan la misma red cúbica.

Que la diferencia entre las dimensiones de los átomos de disolvente y soluto sea muy pequeña y sobre todo que los elementos que se encuentran muy cerca en la tabla periódica.

Imagen 31. Elaboración propia


POR

INSERCIÓN

Los átomos del soluto C se sitúan entre los intersticios de los átomos de A.

Es necesario que el tamaño de los átomos de soluto C sea mucho menor que los del disolvente A.


CRISTALES SIMPLES o de componentes puros

Cristalizan separadamente y cada cristal contiene un solo componente. Es el caso de la aleación llamada eutéctica, que es una mezcla íntima de cristales, formada cada uno de ellos de un solo componente puro.

Estas aleaciones son de poca aplicación práctica debido a sus malas propiedades mecánicas.

Sin embargo, son las que tienen la temperatura de fusión más baja, por lo que se emplean casi exclusivamente para la soldadura blanda, siendo el ejemplo típico la aleación plomo-estaño empleada en la soldadura de componentes electrónicos.

j. RESPONDER AUTOEVALUCION

6.- DIAGRAMA FE-C.

a. ¿CUALES SON LAS DOS ALEACIONES TECNICAS MAS IMPORTANTES? ELABORAR TABLA COMPARATIVA

aceros Los aceros al carbono se presentan con un contenido de hasta 2,14%C. Los aceros además de tener Fe y C poseen impurezas como Si, Mn, P y S.

fundiciones Las fundiciones desde este valor hasta 6,67%C, aunque en la práctica hasta 5%, ya que con mayor concentración de carbono se obtienen productos tan duros que no se pueden mecanizar.

b. ¿CUANTAS Y CUALES SON LAS TRANSFORMACIONES ALOTROPICAS PRESENTA EL HIERRO?

Tiene dos transformaciones alotrópicas y γ

c. ¿CUALES SON LOS PRINCIPALES CONSTITUYENTES QUE EXISTEN EN EL SISTEMA?

Líquido: Solución líquida de carbono en hierro. Existe por encima de la línea del líquido y se designa por L.

Cementita: Fe3C, existe en la vertical DFKL se designa por su fórmula química (Fe3C) o por C.

Ferrita: Constituyente estructural que es Fe, el cual disuelve el carbono en cantidades insignificantes. Se

representa por Fe. La región de la ferrita en el diagrama hierro carbono se encuentra a la izquierda de las líneas GPQ, y AHN.

Austenita: Estructura consistente en una solución sólida de carbono en Feγ. La región de la austenita es NJESG. Se designa por A, γ o Feγ.

d. ¿CUAL ES LA IMPORTANCIA DEL C EN LAS PROPIEDADES DEL Fe?

Según aumenta el contenido de carbono se produce una deformación mayor en las redes cristalinas, en las

soluciones sólidas y da lugar a la aparición de cementita (Fe3C), constituyente muy duro y frágil, en mayor cantidad

e. ¿CUAL ES LA CLASIFICACION DE LOS ACEROS EN FUNCION DE SU ESTRUCTURA DE EQUILIBRIO?

Hipoeutectoides: Menos de 0.8%C (estructura de ferrita y perlita).

Eutectoides: 0.8%C (estructura de perlita).

Hipereutectoides: Mas de 0.8%C y menos de 2.14%C (estructura de cementita y perlita).

f. ¿CON QUE SIMBOLO SE REPRESENTAN: LA CEMENTITA, LA FERRITA Y LA AUSTENTITA?

CEMENTITA (Fe3C), FERRITA (Fe3C), AUSTENTITA: La austenita cristaliza en la red FCC

7.- PROCESO DE ACERO INOXIDABLE.

Link del proceso. TAMBIEN SE ENCUENTRA EN LA PAGINA DEL CUESTIONARIO.

http://www.apta.com.es/otua/otuaesp.html

DAR CLICK EN: ENTRE EN LA ANIMACION.

DAR CLICK EN: VER DETALLE

DAR CLICK EN: ACERO INOXIDABLE.

RESPONDER A CADA UNO DE LOS SIGUENTES PUNTOS.

1. CHATARRAS Y SUS ORÍGENES Y DESTINO

LA chatarra que sirve para el horno eléctrico proviene de la selección de desechos que contienen hierro, que se

separan mediante un imán para posteriormente ser llevados al horno eléctrico donde serán fundidos para formar

acero.


2. HORNO ELECTRICO. DETALLAR PROCESO.

El horno eléctrico es una maquina eléctrica en la que se vierte la chatarra obtenida, en el horno se encuentran

chatarra, gases mezclados que forman una atmosfera totalmente diferente a la tenemos naturalmente, que

impide la propagación de una corriente eléctrica. Cuando la maquina se pone en funcionamiento la diferencia que

existe en los electrodos hace que las moléculas de los diferentes gases se ionicen. Cuando aparecen estas

partículas cargadas se produce una propagación de una corriente eléctrica, con lo cual se forma el arco eléctrico

que libera una gran cantidad de energía y con ella calor que permite la fundición de la chatarra.

3. CONVERTIDOR DE OXÍGENO. DETALLAR PROCESO.

El convertidor de oxigeno es para quitar el carbono a la mezcla obtenida de metal caliente, mediante la insuflación

de un gas.

Con ello obtenemos una mezcla con muy poco nivel de carbono y sin azufre, para lo cual necesitamos introducir

una composición de gas a la mezcla y al ser esta una reacción exotérmica entonces se tienen que agregar materias

refrigerantes para que se mantenga una temperatura constante del líquido y al final de este proceso se añade un

poco de ferro-silicio para recuperar un poco de óxido de cromo perdido por el proceso.

4. LA METALURGIA EN CUCHARA.

Es una serie de procesos en los cuales el metal líquido es sometido a variaciones que afectaran a la calidad del

producto terminado, por ejemplo el añadirle Titanio y Niobio. También a ser purificado por medio de la

decantación que servirá para que los materiales que no se deseen no queden en la sustancia final.

5. COLADA CONTINÚA. ¿QUE ES?

Es un proceso en el cual el acero líquido se pasa por una lingotera y una serie de rodillos que son enfriados por

agua, al terminar este camino el acero se solidifica gracias al aire y después se cortan en los tamaños desead os. El

producto final se llama slab.

6. LAMINACION EN CALIENTE. ¿QUE SEMIPRODUCTOS SE OBTIENEN?

La Laminación en caliente es un proceso por el cual los slabs obtenidos, son recalentados a 800 ° - 1200° C en un

horno, que van hacia un laminador que son una serie de cilindros siempre en pares de cilindros que giran en forma

opuesta y con ello el material se prensa y se estira, y según la terminación deseada de los productos los cilindros

pueden ser planos a acanalados.

Los productos que se obtienen son planos:

Placas, chapas en bobina.

Productos largos:

Barras, Carriles y perfiles.

7. TRANSFORMACIONES EN FRIO DETALLAR. RECOCIDO, GRANALLADO, DECAPADO, LAMINADO EN FRIO, TIPOS DE

ACABADOS SUPERFICIALES Y PRINCIPALES CLASES DE ACEROS INOXIDABLES.

El recocido es un proceso donde se recalienta el material para que posteriormente se pueda manipular.

El granallado – decapado es un proceso por el cual se le quitan los ácidos mediante impactos mecánicos.

El laminado en frio es por el cual el acero previamente tratado pasa en frio por un laminador reversible que afina

el acero y después se dirige a la línea de recocido- decapado para obtener ciertos acabados finales: flejes, discos,

chapas y bobinas.

O se puede ir a la línea de recocido brillante, donde después de diversos procesos se obtienen los mismos

acabados que en la línea anterior.

8. APLICACIONES. EN LA ARQUTECTURA, EN LOS PUENTES, LOS ENVASES, EL AUTOMOVIL Y ACERO INOXIDABLE.

Por sus diversos beneficios el acero está en la construcción de pequeñas viviendas tanto en sus suelos, tabiques,

estructuras, fachas y cubiertas como en la construcción de grande obras como oficinas, estadios, escuelas y

universidades.

En los puentes como en la mayoría de las situaciones el hierro fundido fue sustituido por el acero, por sus grandes

capacidades de resistencia hacia la torsión y flexión y es utilizado en puentes colgantes, en arco, de vigas o

atirantados, los cuales llevan acero en su estructura para resistir el paso de vehículos pesados o peatones

simplemente, todos ellos con diferentes capacidades de longitud.

En los automóviles se utiliza básicamente en la estructura, actualmente los automóviles tienen en su peso

aproximadamente un 70% constituido de acero en diversas formas y diversas variaciones según el uso que se les

piense dar; aceros de alta resistencia para seguridad, aceros revestidos que sirven para menor corrosión, aceros

anti vibraciones que servirán para reducir el número de vibraciones y tener un confort más acústico y durabilidad.

En los envases el acero constituye la base del empaquetado de los productos en conjunto con el estaño o solo

barniz se forma la mezcla perfecta que debe tener las siguientes características para la protección del mismo

envase y de los alimentos: rigidez, impermeabilidad, resistencia a la corrosión, capacidad para la ilustración y el

grabado, reciclabilidad y capacidad para la conformación.

El acero inoxidable es aquel que esta aleado con otras sustancias para que no se forme herrumbre, por l o general

es utilizada en artículos en los que se trate de evitar la corrosión y se tenga higiene aparte de buscar durabilidad.

En estructuras metálicas, en los automóviles y principalmente en electrodomésticos y artículos de cocina como

son los cuchillos que son higiénicos, fáciles de lavar, no acumulan herrumbre y son muy duros.

9. RECICLAJE DE UN AUTOMOVIL.

Los automóviles que son deshechos son desmontados de todas las partes donde no tengan fierro, y después es

triturado y se hace una selección manual para separar los componentes férricos de los componentes perjudiciales

en la elaboración del acero, como el cobre y después se traslada a la selección magnética.

10. SELECCIÓN MAGNETICA.

Una vez triturada la chatarrería, se hace una selección magnética donde los residuos son separados de la chatarra

que tiene hierro que es la que nos va a servir, es simple porque así se puede obtener más fácil el material que

servirá para elaborar acero.

CONCLUSIONES.

Al termino de este cuestionario, podemos decir que nos pareció adecuada esta

página, porque tiene cosas que nosotros no sabíamos con precisión, nuestro

aprendizaje dentro de ello, su mejorando realizando los problemas que venían ahí

así como las retroalimentaciones.

La proyección de tabla comparativas podemos observar como los diferentes

metales determinan las propiedades, es importante destacar que dentro del

cuestionario ponemos diferentes puntos que a nosotros nos pareció interesante.

Para finalizar esta actividad fue adecuada para el equipo porque reforzamos con

retroalimentaciones, lo que habíamos visto en clase fue con un plus para observar

un poco más acerca de cómo se va manifestando sus propiedades y

características de sus estructuras.

Fuentes:

Cibernéticas:





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