Diagrama Fe-C

El hierro puro apenas tiene aplicaciones industriales, pero formando aleaciones con carbono y otros elementos (cromo, vanadio, aluminio, cobalto…) es el metal más utilizado en la industria moderna. El estudio del diagrama de fases Fe-C nos permitirá:

• Conocer la naturaleza y características de las fases y constituyentes a distintas temperaturas.
• Conocer las características de las transformaciones.

Como a temperatura ambiente el carbono está combinado con el hierro formando carburo de hierro (Fe₃C), el diagrama que estudiaremos debiera denominarse diagrama hierro-carburo de hierro. Además, debemos considerar que el diagrama está trazado para concentraciones de carbono inferiores al 6,67%, pues porcentajes mayores de carbono dan lugar a aleaciones que carecen de interés para la industria.

En este enlace del Catedu tienes todo lo que necesitas saber sobre el diagrama Fe-C.
Te dejo ahora una representación animada del diagrama Fe-C:

El hierro se “dopa” con carbono para posibilitar la mejora del comportamiento de las aleaciones férricas mediante la aplicación de tratamientos térmicos, que afectarán a la microestructura del material y de la que, directamente, dependen las propiedades mecánicas del mismo.

Las aleaciones con concentraciones menores del 2,11 % de carbono se conocen como aceros, y las que tienen una composición de carbono comprendida entre el 2,11 % y el 6,67 % se llaman fundiciones.

Las fases y microconstituyentes más importantes que aparecen en el diagrama Fe-C son:

Construcción de polígonos

Os recuerdo que para nuestros primeros pasos en el dibujo técnico escribimos un par de entradas, trazados básicos y repaso y ampliación, en los que se explicaba cómo trazar paralelas y perpendiculares y la manera de construir algunos polígonos regulares. Sin embargo, parece que algunos compañeros no han encontrado en esos artículos el camino a los enlaces correspondientes a los trazados geométricos que se han propuesto en clase. Por eso, con la idea de que las cosas vayan bien desde el principio, de aprender y no tener que hacer una recuperación -otro examen, corregir, etecé-, he decidido dejaros unos cuantos vídeos en los que se explican trazo a trazo los pasos a seguir para la elaboración de las diferentes figuras que hemos visto en el aula. Ya no tenéis excusa, con estos vídeos y un poco de práctica no podéis fallar. Yo voy con mi parte del compromiso:

Construcción de un pentágono regular conocida la medida de su lado:

Lámparas LED

En 1962 Nick Holonyak parió los llamados diodos emisores de luz o diodos LED, con lo cual, si las cuentas no nos fallan, estamos en el quincuagésimo aniversario de estos diodos cuyas aplicaciones han pasado de ser simplemente el pilotito rojo que nos señala el estado de espera de un electrodoméstico (stand by, escribiría si supiera idiomas) a ser un elemento común, frecuente, popular en nuestras vidas, pues ya no sólo “enciende” sino que también “ilumina” nuestros televisores, las pantallas de nuestros móviles y libros electrónicos, los semáforos, las luces de los vehículos y hasta los árboles de Navidad.

El aumento del uso de este tipo de tecnologías parece extenderse a la iluminación de nuestros hogares, sobre todo si consideramos que la prohibición para la fabricación de lámparas incandescentes, nuestras bombillas de siempre, vaya, ha entrado en vigor el 1 de septiembre del presente año en la Unión Europea, con lo que, la sustitución de las bombillas fundidas tendrá que proveerse, todo parece indicarlo así, de las huertas en las que crece las lámparas de bajo consumo o fluorescentes, las lámparas halógenas y las lámparas LED. Para decidirnos a que hortelano acudir y comparar el funcionamiento de uno y otro tipo de lámpara, viene en nuestra ayuda esta infografía elaborada por Eroski Consumer:

Ahora bien, ¿qué es un LED? Básicamente se trata de un dispositivo semiconductor que emite luz al paso de una corriente eléctrica. Los diodos LED consumen poca energía pero también dan poca luz, por lo que se usan agrupados en circuitos electrónicos de tal forma que la cantidad de luz que se quiera conseguir (medida en lúmenes) es proporcional al número de diodos instalados. 

En cuanto a las razones del éxito de este tipo de iluminación podemos aportar las siguientes:

Diagramas de equilibrio

Para el análisis de las aleaciones la ciencia de materiales hace uso de los diagramas de fases, los cuáles, de una forma sencilla, consisten en una representación gráfica de los diferentes estados de la materia o fases de un sistema en función de una serie de variables, normalmente presión, temperatura y concentración, elegidas para facilitar el estudio del mismo. No obstante, como la presión suele ser la atmosférica, nos quedan dos variables para la representación: la temperatura y la composición.

Como definiciones previas, te recuerdo que llamamos componente a cada una de las sustancias o elementos químicos que forman la materia, fase es cada una de las partes homogéneas de un sistema que se diferencia físicamente del resto, y grado de libertad es cada una de las variables que podemos modificar libremente. Las tres definiciones, componentes, fases y grados de libertad, están ligados por la regla de las fases de Gibbs:

F + N = C +2

Cuando todas las fases corresponden a estados de agregación diferentes de una misma sustancia el diagrama suele denominarse diagrama de cambio de estado o de fase y suele ser objeto de estudio de la termodinámica.

A medida que aparecen distintas sustancias la representación de los cambios de fase se complica, siendo los diagramas binarios (en los que aparecen dos componentes) el caso particular que nosotros estudiaremos. En estos diagramas aparecen una serie de regiones, líneas (solidus y liquidus) y puntos característicos (punto eutéctico) que reflejan el comportamiento del material, permitiendo determinar los puntos de fusión y solidificación de la aleación, la composición de la misma que funde a una determinada temperatura, predecir las transformaciones de la aleación, su microestructura, etc.
Sobre los diagramas de equilibrio y sus tipos, la regla de la palanca y la de las fases o de Gibbs y sobre los diferentes tipos de diagramas de equilibrio, nos educa este enlace de la plataforma aragonesa Catedu. Disponemos además de la posibilidad de hacer evaluaciones de los diferentes apartados.

Construcción de un enlace entre dos rectas secantes

Uno de los problemas más frecuentes en el dibujo técnico es construir un enlace entre dos rectas (sean secantes o paralelas), una curva y una recta, o dos curvas. De forma general, para resolver este tipo de ejercicios siempre hemos de realizar el mismo tipo de operaciones que, de forma ordenada, expongo a continuación:

1. Hallar el centro de enlace (O). Es la primera operación para hallar el punto desde donde se va a realizar el enlace.

2. Se hallan los puntos de tangencia (T1 y T2). Los puntos de tangencia son los datos necesarios para saber dónde empieza y dónde acaba el enlace.

3. Se traza el arco del enlace. Se traza el arco repasando todo el enlace y se remarcan las líneas enlazadas.

Nosotros limitaremos el problema al caso más sencillo, esto es, a la unión mediante un arco de circunferencia de un radio determinado, “AB”, de dos rectas, “r” y “s” que se cortan (secantes). Para ello, siguiendo el esquema propuesto anteriormente,  dividiremos el problema en tres partes:

1.      Para hallar el centro (O) del empalme:

1.1.   Se trazan dos rectas perpendiculares a “r” y “s”.

1.2.   Sobre estas perpendiculares se lleva la medida del radio AB con la regla o el compás.

1.3.   Por estos puntos, se trazan paralelas a “r” y “s”, se cortan en O, centro del arco de enlace.

2.      Para hallar los puntos de tangencia:

2.1.   Desde O se traza una perpendicular a “r”, se obtiene T1.

2.2.   Desde O se traza una perpendicular a “s”, se obtiene T2.

3.      Se traza el arco del enlace y se remarcan las líneas enlazadas.

3.1.   Con el radio AB y haciendo centro en O, se traza un arco desde T1 hasta T2.

3.2.   Se remarcan las líneas enlazadas y el arco de enlace.

Por si la explicación no fuera suficiente, te dejo un vídeo que, más o menos, sigue los pasos descritos anteriormente:

Si de utilidad te ha sido, tu comentario será bienvenido.

Aleaciones

Una aleación es una mezcla homogénea de dos o más elementos de los cuáles, al menos uno de ellos, es un metal. Las aleaciones tienen carácter metálico, esto es, conservan las propiedades características de los metales, mejoradas, eso sí,  y pueden clasificarse en función del constituyente que se encuentre en mayor proporción, hablándose entonces de aleaciones férricas, en base a cobre, aluminio o plomo, etc. Cuando en la composición de la aleacion entran elementos de carácter no metálico (fósforo, carbono, silicio, azufre, arsénico…) lo hacen en muy pequeña proporción y su intervención se justifica en la búsqueda ya mencionada de la mejora de una o varias propiedades en relación al metal puro.

El uso de las aleaciones es conocido desde la antigüedad (la llamada Edad de Bronce, debe su nombre al desarrollo que esta aleación de cobre y estaño supuso para la humanidad) y tiene una importancia creciente en la actualidad con la investigación y desarrolo de nuevos materiales.

Algunas de las aleaciones más frecuentemente usadas en la industria son:

• Acero: Es aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,008 y el 1,7% en peso de su composición, sobrepasando el 1.7% (hasta 6.67%) pasa a ser una fundición.
• Alpaca: Es una aleación ternaria compuesta por zinc (8-45%), cobre (45-70%) y níquel (8-20%)
• Bronce: Es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 por ciento.
• Constantán: Es una aleación, generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel.
• Cuproniquel: Es una aleación de cobre, níquel y las impurezas de la consolidación, tales como hierro y manganeso.
• Nicrom: Es una aleación compuesta de un 80% de níquel y un 20% de cromo.
• Oro blanco: Es una aleación de oro y algún otro metal blanco, como la plata, paladio, o níquel.
• Peltre: Es una aleación compuesta por estaño, cobre, antimonio y plomo.
• Latón o Cuzín: Es una aleación de cobre y zinc.

Dibujo técnico. Repaso y ampliación.

En esta tercera, y por el momento última entrada, relacionada con el dibujo técnico, vamos a incluir algún enlace que nos sirva de repaso de los conceptos hasta aquí vistos y que, además, nos permita realizar pruebas sobre lo aprendido.

En la página de las Escuelas San José (Jesuitas de Valencia. Hemos de servirnos de todo lo que Dios nos pone a tiro) está enlazado este interesante material de Oxford Education que puede ayudarnos a repasar el tema de Expresión Gráfica. El dibujo de un lapicero que se llama “Grafito”, va presentándonos una serie de contenidos y actividades acerca de los instrumentos de dibujo y de medida, escalas, diferencias entre bocetos y croquis, sistemas de representación, normalización y acotación…