DESARROLLO: Has sido contratado como asesar por la empresa "Innova-Tek", para el desarrollo de nuevos componentes destinados a ser utilizados en diversas maquinarias. Esta empresa trabaja con diferentes materiales, y combinaciones de éstos, para la fabricación de componentes y piezas especializadas. Una vez fabricados, es preciso conocer sus propiedades mecánicas, y en particular, su dureza. Debes tornar cuenta, sin embargo, que se trata de uma gran cantidad de piezas relativamente pequañas, las cuales demandarán de uma cantidad considerable de ensayos, que no dejen imperfecciones significativas en las mismas luego de que las sometas a las pruebas, de manera que puedan ser reutilizadas en otros tipos de ensayos. También se te ha informado que algumos de los componentes a desarrollar deben ser capaces de soportar compresiones del orden de los 40 MPa, antes de presentar deformación plástica; en tanto que otros componentes poliméricos estarán expuestos a condiciones de alta humedad y alta temperatura, pero protegidos de la luz solar. En relación con lo descrito anteriormente, respande las preguntas y desarrolla las actividades: 1. ¿De qué material recomendarias desarrollar uno de los componentes, considerando que mismo debe ser firme, capaz de soporter impactos, y temperaturas elevadas? Justifica tu respuesta 2. ¿Qué ensayos de dureza recomendarías, considerando las restricciones impuestas? Argumenta tu respuesta en cada caso.

Question

DESARROLLO: Has sido contratado como asesar por la empresa "Innova-Tek", para el desarrollo de nuevos componentes destinados a ser utilizados en diversas maquinarias. Esta empresa trabaja con diferentes materiales, y combinaciones de éstos, para la fabricación de componentes y piezas especializadas. Una vez fabricados, es preciso conocer sus propiedades mecánicas, y en particular, su dureza. Debes tornar cuenta, sin embargo, que se trata de uma gran cantidad de piezas relativamente pequañas, las cuales demandarán de uma cantidad considerable de ensayos, que no dejen imperfecciones significativas en las mismas luego de que las sometas a las pruebas, de manera que puedan ser reutilizadas en otros tipos de ensayos. También se te ha informado que algumos de los componentes a desarrollar deben ser capaces de soportar compresiones del orden de los 40 MPa, antes de presentar deformación plástica; en tanto que otros componentes poliméricos estarán expuestos a condiciones de alta humedad y alta temperatura, pero protegidos de la luz solar. En relación con lo descrito anteriormente, respande las preguntas y desarrolla las actividades: 1. ¿De qué material recomendarias desarrollar uno de los componentes, considerando que mismo debe ser firme, capaz de soporter impactos, y temperaturas elevadas? Justifica tu respuesta 2. ¿Qué ensayos de dureza recomendarías, considerando las restricciones impuestas? Argumenta tu respuesta en cada caso.

Answer 1

Respuesta:1. Considerando la necesidad de un material firme, capaz de soportar impactos y temperaturas elevadas, recomendaría desarrollar el componente utilizando acero inoxidable. El acero inoxidable es conocido por su alta resistencia, dureza y capacidad para soportar temperaturas elevadas sin perder sus propiedades mecánicas. Además, es un material resistente a la corrosión, lo cual es beneficioso si el componente estará expuesto a condiciones de alta humedad.2. Considerando las restricciones impuestas, recomendaría realizar ensayos de dureza Rockwell y ensayos de dureza Vickers. Ambos ensayos son adecuados para piezas relativamente pequeñas y no dejan imperfecciones significativas en ellas. Además, estos ensayos proporcionan resultados precisos y reproducibles, lo cual es fundamental para conocer con precisión las propiedades mecánicas, como la dureza, del componente desarrollado.3. La curva de esfuerzo versus deformación hipotética que se obtendría de los ensayos realizados con las piezas que deben soportar grandes presiones (alrededor de 40 MPa) antes de deformarse plásticamente se vería de la siguiente manera: _______________________ / // // // // // // //_________________________/En la curva, se observaría un tramo recto inicial, representando la relación lineal entre el esfuerzo aplicado y la deformación elástica. Luego, al llegar a la resistencia máxima del material, se observaría una disminución en la pendiente de la curva, lo que indicaría la deformación plástica comenzando a ocurrir. La verificación de la condición de soportar compresiones de 40 MPa antes de deformarse plásticamente se haría evaluando el punto en el cual se alcanza la resistencia máxima del material, asegurándose de que en ese punto la resistencia sea igual o mayor a 40 MPa.4. En el caso de los componentes poliméricos expuestos a condiciones de alta humedad y alta temperatura pero protegidos de la luz solar, los factores de deterioro que se deberían considerar son:- Deterioro por humedad: los polímeros pueden degradarse en presencia de humedad, lo cual puede afectar sus propiedades mecánicas y su resistencia. Se debe considerar la posibilidad de utilizar polímeros resistentes a la humedad o aplicar recubrimientos protectores para evitar el deterioro.- Deterioro por alta temperatura: las altas temperaturas pueden causar cambios en la estructura molecular de los polímeros, lo que puede resultar en pérdida de propiedades mecánicas y deterioro en general. Se deben seleccionar polímeros que sean estables a altas temperaturas o aplicar medidas de protección, como recubrimientos térmicos.- Deterioro por radiación UV: aunque los componentes estarán protegidos de la luz solar, aún podrían estar expuestos a radiación UV en ciertos entornos. La radiación UV puede provocar degradación en los polímeros, lo cual puede afectar su resistencia y durabilidad. Por lo tanto, se deben utilizar polímeros resistentes a la radiación UV o aplicar recubrimientos protectores con este fin.- Otros factores de deterioro a considerar pueden ser la exposición a productos químicos agresivos, roce o desgaste mecánico, entre otros, dependiendo del entorno de uso del componente polimérico. Debe realizarse una evaluación exhaustiva de las posibles condiciones de deterioro y seleccionarse el polímero más adecuado o aplicarse medidas preventivas para evitar el deterioro prematuro del componente.

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