FACULTAD:
INGENIERIA INDUSTRIAL
CARRERA:
INGENIERIA INDUSTRIAL
TAREA 1
CURSO:
PROCESOS DE MANUFACTURA
PROFESORA:
DRA. MERYELEM CHURAMPI ARELLANO
CICLO:
VIII
ALUMNOS:
GARAY BONETT, GIANCARLO
1610473
CHOCANO CHAVEZ, JORGE HERNAN
1520336
LOZADA LOZADA, ARIANA ANDREA
1620611
Lima – Perú
2018
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
PROCESOS DE MANUFACTURAA TAREA VIRTUAL N° 1 INDICACIONES Estimados Alumnos: A continuación las instrucciones para la realización de la TAREA N° 1 1.
El trabajo es grupal ( 2 o máx 3 personas)
2.
EL desarrollo del trabajo deberá d eberá realizarse de manera ordenada, clara, concisa.
3.
Debe tener caratula
4.
El trabajo puede realizarse en un archivo Word, Excel o pdf.
5.
En la evaluación se tendrá encuenta el procedimiento del desarrollo, las unidades, ecuaciones usadas, gráficos, etc.
6.
En la evaluación se considerará también el procedimiento al resolver las preguntas (Ejm. Si son cálculos matemáticos, se considerará las ecuaciones que usaron, procedimiento de como obtuvieron las respuestas, etc). Síntesis en la respuesta (Ejm. Si es una pregunta de análisis no necesariamente tendrá que responder la pregunta en todo 1 hoja, Ud. puede resumir y solo escribir algo puntual)
7.
EL trabajo se envía al sistema de tareas del campus virtual.
8.
El alumno que en representación del grupo suba el archivo deberá utilizar sus propios datos personales bajo el siguiente formato para el nombre del archivo: apellido paterno_nombre_tarea1. paterno_nombre_tarea1.
9.
El alumno revisara si su trabajo se ha subido correctamente al campus virtual, en caso subieran otro archivo por error o el archivo no abre, el profesor no será responsable.
10. Puntualidad
PLAZO MÁXIMO: MÁXIMO: DOMINGO 25/03/2018 25/03/2018 a las 23.59 HORAS HORAS Importante: Si se detectara 2 o 3 trabajos iguales, la nota será dividida entre 12. los grupos que presentaran los mismos trabajos 11.
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
PREGUNTA 1: (3 puntos) Un fabricante de tubos de hierro fundido para saneamiento, está teniendo problemas de fractura frágil en el servicio de tubos. El fabricante solicita su ayuda para poder entender y proponer soluciones para este problema: a) Cuales serían probablemente los tipos de hierro fundido utilizados en la fabricación de este tubo? Justifique y discuta brevemente basándose en las estructuras de cada tipo. (2 puntos) (responder (responder la pregunta en un máximo de 7 líneas) Es de suma importancia conocer los elementos que siempre se encuentran presentes en los hierros fundidos que son carbono, manganeso, silicio, fósforo y azufre; aunque en algunos casos podemos encontrarnos: níquel, cobre, cromo. Según el método de obtención de los hierros fundidos y atendiendo al estado o forma del grafito se clasifican en:
Fundiciones blancas: Se caracterizan porque en ellas todo el carbono se va a encontrar combinado con el hierro. Las estructuras que presentan son de perlita, cementita y ledeburita. En ellas la zona fracturada presenta un color blanquecino caracterizándose caracterizándose además por: Elevada dureza, Elevada fragilidad, Baja maquinabilidad, Elevada resistencia al desgaste.
Fundiciones grises: Se caracterizan caracterizan porque la mayor parte del carbono se encuentra en estado libre de grafito laminar. Presenta las siguientes propiedades: Buena maquinabilidad. Elevada resistencia al desgaste, Buenas propiedades de fundición. Por su forma son capaces de amortiguar vibraciones. Atendiendo a su estructura las fundiciones grises se dividen en: Fundición gris perlítica, Fundición gris ferrito-perlítica, Fundición gris ferrítica.
Fundiciones de alta resistencia (nodulares): Se caracterizan porque todo el carbono se encuentra en forma de grafito nodular. Esta fundición se obtiene añadiendo magnesio
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
o cerio a la carga de metal fundido durante el proceso de fundición. Presenta las siguientes propiedades: Mayor ductilidad, Mayor resistencia al fuego, Mejor resistencia al desgaste.
Fundiciones maleables: Se caracterizan por presentar el carbono libre en forma de grafito, el cual se encuentra en forma de roseta y se obtiene a partir de someter a la fundición blanca a un recocido de grafitización (existen otros métodos como la cementación continuada de aceros de alto carbono).Presenta las siguientes características: características: Alta resistencia a la tracción, Elevada plasticidad, Elevada viscosidad al impacto.
Fundiciones aleadas: Se caracterizan por presentar elementos maleantes como el cromo, níquel, manganeso, silicio, aluminio, cobre, titanio, molibdeno, vanadio los cuales influyen en la microestructura y propiedades de las mismas. Sus propiedades fundamentales son: Resistencia a la formación de cascarilla, Resistencia a la abrasión, Resistencia a algunos ácidos, Termorresistencia. Termorresistencia.
b) Cómo Ud. podría identificar de forma simple, cual es el tipo de hierro fundido? (2 puntos) (responder (responder la pregunta en un máximo de 4 líneas) Para poder identificar a simple vista que tipo de hierro fundido es el que nos presenten pues una de las formas es observando el color puede ser blanca o gris es más se puede probar por medio de fundiciones viendo e color rojo apagado o por la atracción de metales.
c) Escoja uno de los tipos de hierro fundido discutido en el ítem (a) y proponga una posible solución para el problema durante el proceso de fabricación del material. (2 puntos) (responder (responder la pregunta en un máximo de 10 líneas) lí neas) De las variedades presentadas se ha determinado que el mejor hierro a utilizar en este proceso es la del Hierro Fundido Nodular puesto que tiene fundiciones de alta resistencia y cuyas características características
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
se basan en un mejor tratamiento físico químico este material se obtiene añadiendo magnesio o cerio a la carga de metal fundido durante el proceso p roceso de fundición. Es bueno resaltar que las propiedades son muy buenas pues tienen mayor ductilidad, resistencia al calor, resistencia al desgaste, a la corrección fatiga y maquinabilidad. Si se pudiera pudiera ofrecer algunas mejorar mejorar para optimizar optimizar y mejorar mejorar maleabilidad maleabilidad
y
elasticidad seria óptimo.
PREGUNTA 2: (5 puntos) Cuál de los materiales o material que se muestran en la tabla debemos elegir, si necesitamos un material que no sufra deformación plástica y su diámetro no debe reducirse más de lo que 1.2x10 -2 mm. Para elegir el material sometimos una probeta cilíndrica de 1.5 cm de diámetro inicial y una longitud de 12 cm al esfuerzo tensióndeformación y encontramos que esta probeta fue deformada aplicando una carga de 35000 N y encontramos los resultados mostrados en la tabla. Justifique su respuesta con cálculos y análisis.
Solución: Do = 1.5 = 12
= 1.5 1.510 10−
= 0.12 0.12
= 35000
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
ó () =
35000 1 =>= = 198.0 198.06 6 − 10 (1.510 ) 4
=
∈
=
198.06 0.0114
−.
∈=
.
= 13,75 13,754.1 4.16 6
= = 0.121728
ALEACION DE ALUMINIO =
∈
= 70 10 10
250 =
= ∈=
∈
=
198.06 ∈
35000 1 = = 198.0 198.06 6 (1.510− ) 10 4 = 70 70 10 10 =∈= 0.002 0.00282 82
= 0.00288 =
0.12 0.12
= = 0.1203
ALEACION DE TITANIO
=
∈
= 105 105 10 10
250 =
=
∈
=
198.06 ∈
35000 1 = = 198.0 198.06 6 − 10 (1.510 ) 4 = 105 105 10 10 =∈= 0.001 0.00188 88
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
∈=
= 0.00188 =
0.12 0.12
= = 0.1202
= 2.25610 10−
ALEACION DE ACERO =
∈
= 205 205 10 10
250 =
= ∈=
∈
=
198.06
∈
35000 1 = = 198.0 198.06 6 (1.510− ) 10 4 = 205 205 10 10 =∈= 0,000 0,00096 966 6
= 0.00 .000966 =
0.12 0.12
= = 0.1201
Rpta:El único material que cumple es el ACERO ya que su 0.7210 − mm
1.210 − mm
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
Pregunta 3: (12 puntos) Para resolver el siguiente problema pueden usar el Excel u otro programa de computación para realizar el diagrama de tensión-deformación.
1. Una probeta cilíndrica, de diámetro inicial de 14 mm y con longitud inicial de 50 mm es sometida a tracción. Utilice los datos de la siguiente tabla para responder lo siguiente: Fuerza (N) 0
ΔL (mm)
6310 12600
0.01 0.02
18800
0.03
25100
0.04
31300
0.05
37900
0.06
40100
0.163
41600 46200
0.433 1.25
52400
2.5
58500 68000
4.5 7.5
73000
12.5
70500
15.5
65500
20
0
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
a)
Mediante cálculos, represente los datos en términos de tensión y deformación (2 puntos)
TENSION: DEFORMACION: =
−
Do Lo
DATOS
Área
Fuerza (N) ΔL (mm) 0 6310 12600 18800 25100 31300 37900 40100 41600 46200 52400 58500 68000 73000 70500 65500
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.163 0.433 1.25 2.5 4.5 7.5 12.5 15.5 20
14 mm 50 mm 153.94 mm^2
Deformación(ε)
0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012 0.0033 0.0087 0.0250 0.0500 0.0900 0.1500 0.2500 0.3100 0.4000
Tensión (σ)
(N/mm^2) 40.99 81.85 122.13 163.05 203.33 246.20 260.49 270.24 300.12 340.40 380.02 441.74 474.22 457.98 425.49
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
b)
Diagrame la curva de tensión-deformación en algún programa (excel, Matlab, etc) no se aceptara gráficos realizados a mano alzada (1 puntos)
GRÁFICO GRÁFIC O TENSION - DEFOR DEFORMACIÓ MACIÓN N 500.00 450.00 ) 400.00 2 ^ Þ 350.00 m m300.00 / N250.00 ( N Ó I 200.00 S N150.00 E E T 100.00
50.00 0.00 0.0000 0.0500 0.1000 0.1500 0.2 .20 000 0.2 .25 500 0.3000 0.3500 0.4000 0.4500
DEFORMACIÓN
c)
Calcule el módulo de elasticidad (1 puntos) (explique en el gráfico y con cálculos)
El limite elástico, también denominado limite de elasticidad , es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material se deforma permanentemente y no recupera su forma original al retirar las cargas. Del diagrama podemos observar que el limite elástico es : 246.20.
Modulo de Elasticidad
E=
.
=203,544.62
.
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
d)
Determine el límite elástico y el límite elástico convencional (1 puntos) (explique en el gráfico)
LÍMITE ELÁSTICO L.E = 203.33 MPa
LÍMITE ELÁSTICO CONVENCIONAL (0.2 % = 0.002) 0 .002) L.E.C = 256 MPa
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
e)
Indique si la fractura fue dúctil o frágil (1 punto) (justifique) La fractura es dúctil ya que ocurre una deformación plástica excesiva y el material es sometido ha un comportamiento elas elastoplastico toplastico y el diagrama tiene zona elástica y plástica .
f)
Determine el límite de resistencia a la tracción (1 puntos) (explique Fuerza Fuerza (N) Delta Delta L (mm) (mm) Deform Deformac ación( ión(ε) ε)
Tensión Tensión (σ)
0
0
0.0000
0.00
6310
0.01
0.0002
40.99
12600
0.02
0.0004
81.85
18800
0.03
0.0006
122.13
25100
0.04
0.0008
163.05
31300
0.05
0.0010
203.33
37900
0.06
0.0012
246.20
40100
0.163
0.0033
260.49
41600
0.433
0.0087
270.24
46200
1.25
0.0250
300.12
52400
2.5
0.0500
340.40
58500
4.5
0.0900
380.02
68000
7.5
0.1500
441.74
73000
12.5
0.2500
474.22 Max Te nsi ón
70500
15.5
0.3100
457.98
65500
20
0.4000
425.49
La resistencia máxima en la tensión es 474.22 Mpa
GRAFICIO GRAFICI O TENSION TENSION - DEFOR DEFORMACIO MACION N 500.00 450.00 400.00 350.00 N300.00 O I 250.00 S E T 200.00
150.00 100.00 50.00 0.00 0.0000 0.0500 0.1000 0.1 .15 500 0.2 .20 000 0.2500 0.3000 0.3500 0.4000 0.4500
DEFORMACIÓN
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
g)
Calcule la ductilidad (1 puntos) (explique en el gráfico) La ductilidad es 0.35= 35% La recta es paralela a la recta elástica
h)
Diseñe la curva tensión-deformación tensión-deformación real (2 puntos) (explique la diferencia de la curva tensión-deformación ingeniería)
i)
De acuerdo a lo calculado en el ítem g, Ud. podría decir de qué tipo de acero se trata. (1 puntos) (justifique) Acero al carbono, 0.35 % C, temple %
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
j)
Cuál es su tenacidad (1 puntos) (explique en cálculos) La tenacidad es 0.40 = 40%
Dra. Meryelem Churampi Arellano
2018-0
