Ejercicios Difusión clase:
1. Considerando un gas de engranaje de un acero a 927ºC. Calcule el tiempo
necesario para aumentar el contenido de carbono a 0.4% a 50mm de la
superficie a partir de los siguientes datos:
Cs= 0.90%
Co= 0.20%
D927ºC=1.28*10-11 m2/s
2. La superficie del acero se endurece por medio de un proceso de
cementación (difusión de C en matriz de Fe-γ(FCC) a una temperatura de 1000
ºC. Se observa una caída en la concentración de carbono del 5 al 4 por 100
(atómico) a una distancia entre 1 y 2 mm de la superficie del acero. ¿Cuál es el
flujo de átomos de C en el acero en esa zona?
(Datos: ρ Fe-γ(FCC) a 1000 ºC = 7,63 g/cm3, D0 C en Fe-γ = 20·10-6 m2/s)
3. Se utiliza un medio carbonoso ( un gas hidrocarburo) para mantener el
contenido de carbono en la superficie igual a un 1, 0 % en peso. El contenido
inicial de carbono en el acero (c0) es un 0,2 por ciento en peso. Utilizando la
tabla de la función error, calcular el tiempo que sería necesario mantener el
acero a 1000 ºC de temperatura para alcanzar un contenido en carbono = 0,6
por ciento en peso a una distancia de la superficie igual a 1mm.
4. Determínese la temperatura de tratamiento térmico necesaria para aumentar
el contenido en carbono desde el 0.18% en peso hasta un 0,3% en peso a 0.6
mm de la superficie en una pieza de acero sometida a un proceso de
cementación, por consideraciones de coste no debe superar las 4horas. El
contenido en carbono del medio de cementación es de 1,10% en peso. El
factor de frecuencia para la difusión del carbono en el material considerado es
2.0x10-5 m2/s. La energía de activación para la difusión del carbono en hierro
es de 142 KJ/mol. Sabiendo que R= 8.314J/molK.
