Fundamentos de Materiales en Ingeniería: Metalurgia, Aceros y Durabilidad del Hormigón
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Repaso de Conceptos Fundamentales en Tecnología Industrial de Materiales
Este documento recopila y corrige una serie de preguntas y respuestas esenciales sobre la ciencia de materiales, cubriendo desde la metalurgia del hierro y el acero hasta las propiedades y el deterioro de los materiales de construcción, como el hormigón y la cal.
I. Metalurgia, Aleaciones y Propiedades Mecánicas
Cuestiones sobre Aceros y Diagramas de Fases
Un acero con el 1,5% de C en masa tiene como constituyentes a temperatura ambiente:
Cementita y Perlita.
Los metales se suelen utilizar aleados. ¿Cuál de los siguientes argumentos no es correcto?
Las aleaciones son más dúctiles que los metales puros. (Generalmente, las aleaciones son más resistentes pero menos dúctiles).
Si un material se encuentra sometido a un valor de tensión superior a su $R_e$ (Límite Elástico):
El metal no recuperará su forma original (experimenta deformación plástica).
Los tirantes para puentes son de acero hipoeutectoide (ferrítico-perlítico). ¿Qué propiedad se valora?
Su ductilidad.
Para los raíles de ferrocarril se utiliza:
Acero eutectoide (0,77% C).
Los constituyentes de una aleación de Fe con un 1,8% de C a 850 ºC son:
11% Cementita y 89% Austenita.
Un acero con 0,77% de C en masa (acero eutectoide) tiene como constituyente a temperatura ambiente:
Perlita.
Los constituyentes, a temperatura ambiente, de una aleación de Fe con un 0,4% de C son:
51,6% Ferrita y 48,4% Perlita.
Los constituyentes, a temperatura ambiente, de una aleación de Fe con un 3% de carbono son:
62,5% Perlita y 37,5% Cementita.
Termodinámica y Diagramas de Equilibrio
De las siguientes reacciones, ¿cuál es eutéctica?
$L \rightarrow \alpha + \beta$ (Líquido se transforma en dos sólidos).
De las siguientes reacciones, ¿cuál es una eutectoide?
$\alpha \rightarrow \gamma + \beta$ (Un sólido se transforma en dos sólidos).
En el diagrama de Ellingham se representan:
Las variaciones de $\Delta G$ (Energía Libre de Gibbs) en función de la temperatura a la que se da la reacción.
La línea de la reacción $4Ag + O_2 \rightarrow 2Ag_2O$ corta la línea de $\Delta G = 0$ a 200 ºC y es negativa a menor temperatura. Esto significa que:
El óxido de plata se reduce a plata metálica a temperaturas superiores a 200 ºC.
La variación de energía libre de Gibbs ($\Delta G$) para $Fe_3O_4$, $CO_2$ y $CO$ a 1200 ºC son respectivamente -260, -400 y -480 kJ/mol. Si se mezclan C, O y Fe en abundancia:
Se formará primero CO y luego $Fe_3O_4$.
En el diagrama de Pourbaix, la zona de corrosión incluye:
$Fe^{2+}$, $Fe^{3+}$ y $(FeO_4)^{2-}$.
Comportamiento Mecánico y Procesos
Si un metal alcanza su $R_m$ (Resistencia a la Tracción):
Ha alcanzado el máximo valor de tensión (antes de la estricción).
De un material frágil siempre podemos asegurar:
Que rompe sin deformarse (o con muy poca deformación plástica).
A partir de una sustancia frágil:
No tiene una rotura dúctil.
La estampación es un método de:
Conformado en caliente.
Indica cuál de las siguientes frases no es correcta:
Todos los metales son irreversiblemente inestables, en distinto grado, en una atmósfera terrestre. (Esta afirmación es correcta, por lo que se asume que la pregunta busca la opción falsa).
II. Materiales de Construcción y Durabilidad
Cal, Arcillas y Aglomerantes
La cal hidráulica: La cal tiene impurezas arcillosas de:
Un 5 a un 22%.
Para la estabilización de suelos se emplea la cal porque:
La cal reacciona con la sílice y la alúmina formando aluminato y silicato de calcio.
¿Cuál no corresponde a las arcillas?
Capacidad absorbente. (Las arcillas sí tienen alta capacidad absorbente, por lo que esta es la respuesta incorrecta buscada).
¿Cuál no corresponde a las Arcillas?
Conductividad térmica elevada. (Las arcillas son aislantes).
Como resultado de la aplicación de cal a suelos arcillosos:
Ninguna es falsa.
Son aglomerantes:
Ninguno de los anteriores.
Indica la respuesta incorrecta:
La cantidad de agua teórica para hidratar todo el yeso es aproximadamente de un 50% del contenido en yeso.
¿Para qué se le añade yeso al clinker?
Para evitar que el fraguado sea excesivamente rápido (actúa como retardante).
Las puzolanas:
A y B son ciertas.
Deterioro y Aditivos del Hormigón Armado (EHA)
¿Qué aditivo se utiliza para problemas de congelación?
Oclusores de aire (o incorporadores de aire).
¿Cuál de los siguientes efectos NO es atribuible al ingreso de cloruros en el hormigón armado?
Pérdida de resistencia mecánica (Los cloruros causan corrosión del acero, no afectan directamente la resistencia del hormigón).
¿Cuál de los siguientes efectos NO es provocado por la carbonatación del hormigón armado?
Pérdida de resistencia mecánica del hormigón (La carbonatación reduce el pH, despasivando el acero, pero no la resistencia del hormigón en sí).
¿Qué tipo de reacciones están implicadas en la carbonatación del hormigón y en qué orden?
Ácido-base, primero, y precipitación, después.
En la reacción de ataques por sulfatos:
$d + b \rightarrow a$; $a + c \rightarrow e$.
Indicar cuál de los efectos en EHA (Estructuras de Hormigón Armado) es falso:
La pérdida de parte del hormigón no produce una reducción en la capacidad portante de la estructura. (Esto es falso, la pérdida de sección sí reduce la capacidad portante).