2 estructuras cristalinas y aleaciones

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  • CRISTAL METALICOSegunda clase;

    El cristal metlico; Aleaciones, distintos tipos; la solucin slida; el compuesto ntermetlico, Sistemas Bi y Polifsicos.

    Estructuras Metalogrficas, su mecanismo de formacin y propiedades.Estructuras de Nucleacin y crecimiento,estructuras eutcticas o de coprecipitacin. Estructuras martensticas.Estructuras de compuestos ntermetlicos.

  • CRISTAL METALICOCRISTAL METALICO

    En una red cristalogrfica es siempre posible elegir 8 puntos prximos que unidos forman un cuerpo geomtrico que se repite a lo largo de la red.

    Un sistema queda definido por los tres vectores de malla o constantes de malla y los tres ngulos interaxiales.

    Existen siete sistemas cristalogrficos fundamentales

  • CRISTAL METALICOSistemas de cristalizacion

  • CRISTAL METALICO

  • ESTRUCTURA CRISTALOGRAFICA Y PROPIEDADESEl ordenamiento interno de los atomos es la caracteristica esencial del estado cristalino.

    El tipo de reticulo cristalografico determina muchas de las caracteristicas fisicas y quimicas de los metales, como la conductividad termica, la solubilidad, la resistencia mecanica, el coeficiente de dilatacion.

    A raiz de la estructura cristalografica, los metales presentan distintas propiedades en las diferentes direcciones dentro del cristal. Los metales son anisotropicos por sus propiedades vectoriales. La conductividad electrica es debida a la nube electronica que rodea a los reticulos formado por iones positivos

  • ESTRUCTURA CRISTALOGRAFICA Y PROPIEDADESLa plasticidad varia con la estructura cristalogrfica , los metales que cristalizan en el sistema cbico a cara centrada presentan los mayores valores de plasticidad.

    Si la estructura es mas compleja la plasticidad disminuye, aumenta la dureza y la resistencia a los esfuerzos mecnicos

  • El Grano metalicoLos materiales metlicos se presentan muchas veces con estructuras policristalinas.

    La solidificacin de un material comienza en distintos puntos del bao simultneamente.

    Crece y se desarrolla hasta que choca con otra porcin de material que solidifica.

    La porcin que solidifica se llama grano.El grano esta rodeado por el borde de grano.

    El material que forma el grano es homogneo y tiene una nica composicin qumica

  • El Grano metlicoEl borde de granoEs el lugar donde solidifican finalmente todas las impurezas y permanece en equilibrio inestable.Es el lugar donde cambian de direccin los planos cristalogrficos.Constituyen sitios que tienden a trabar los deslizamientos atmicos.Los materiales con mucho borde de grano o grano fino son menos deformables plsticamente.Presentan mayor resistencia mecnica.Se obtiene mayor tenacidad ( resistencia al choque)

  • El Grano metlicoTemperatura de equicohesion

  • El Grano metlicoTemperatura de equicohesionEl aumento de la resistencia debido al achicamiento del grano se cumple hasta determinadas temperaturas.A altas temperaturas esta resistencia disminuye, y es cero a la temperatura de fusion.En el cristal que forma el grano hay una cierta cohesion que posibilita el ordenamiento.Al bajar la temperatura el grano y el borde de grano aumentan su resistencia.A la temperatura de equicohesin ambas resistencias son iguales.Por encima, la resistencia del grano es mayor que la del borde Por debajo, La resistencia del grano es menor que la del borde de grano.

  • El Grano metlicoArriba de la temperatura de equicohesin la fractura se produce por los bordes de grano y se llama intercristalina

    Por debajo de la temperatura de equicohesin la fractura se produce a travs del grano y se llama transcristalina

  • AleacionesDefinicin: Se denomina aleacin a la reunin de dos o mas metales o de uno o mas metales con un no metal. En todos los casos el producto final posee una estructura cristalogrfica en estado slido.

    Cuando un metal b es soluble en el metal puro a, significa que la estructura cristalogrfica de la aleacin corresponde a la del metal puro a . Los tomos del componente b se encuentran dispersos dentro de la red cristalogrfica del metal puro a y la aleacin se llama SOLUCION SLIDA

  • AleacionesEXISTEN DOS FORMAS DE SOLUCION SOLIDA:Cuando el soluto tiene sus tomos alojados en los espacios interatmicos del solvente, tenemos una SOLUCION SOLIDA INTERSTICIAL.

    Cuando los tomos del soluto sustituyen tomos del solvente, tenemos una SOLUCION SOLIDA SUSTITUCIONAL.

    Soluciones intersticiales se producen cuando los tomos del soluto son pequeos con respecto a los del solvente.

    En las aleaciones sustitucionales los tomos del soluto pueden ser ligeramente mayor o menor a los del solvente.

  • Aleaciones

  • AleacionesLos metales puros tericamente tienen una estructura cristalogrfica simtrica perfecta, a raz de esto son los mas plsticos y mejores conductores del calor y la electricidad.

    Las aleaciones introducen distorsiones en la red cristalina, sean estas pequeas o importantes provocan una alteracin en las propiedades de los metales puros: Aumento de la resistencia mecnica, disminucin de la conductividad.

    Por ejemplo: El latn (Cu Zn), con poco porcentaje de Zn (30 %) es fcilmente deformable en fro, con porcentajes mayores no se puede deformar en fro, se vuelve quebradizoLatn 70/30 : latn de cartucheria.Cu electrolitico,

  • Aleaciones

    Hay elementos que no son solubles en algunos metales y forman una fase separada.No hay insolubilidad total, sino solubilidad reducida. Esa cantidad nfima del segundo constituyente disuelto distorsiona muy poco la red del cristal, pero para propiedades tan sensibles como la conductividad elctrica, ese pequeo porcentaje hace notar sus efectos.

    Si tenemos una mezcla de dos tipos de solucin slida y , generalmente corresponde una estructura cristalografica a y otra a . Los trozos de cristal (granos) constituyen una fase y los otra fase.

  • AleacionesSi tenemos una mezcla de ambos cristales, existirn interfases entre ambos que interrumpen la continuidad del material trabando los posibles deslizamientos de los planos atmicos.Disminuye la deformacion plastica.Disminuye la conductividad elctrica.

    Como ejemplo: El Bronce, aleacin de Cobre y Estao.Con 10% de estao se puede deformar fcilmente por estampado, (Aleacion ).Con porcentajes del 30% de Sn o mas, es frgil se debe usar en estado de colada no se puede deformar. (aleacion + )

  • AleacionesSe definen los sitios de interfases como zonas limites entre dos estructuras cristalograficas diferentes, su influencia se manifiesta en: a) El aumento de la resistencia estatica ( al travar el deslizamiento de los planos atomicos)b) Hay una disminucion eventual de la resistencia dinamica (al choque), por sus valores de cohesion, pueden resultar zonas de fragilidad. Estructura eutectica y compuesto intermetalicoFundicion blanca hipoeutecticaSitios de interfase

  • AleacionesSi los componentes tienen distintas temperaturas de solidificacin. Las distintas fases del material se forman en momentos diferentes.Si el proceso de solidificacin es lento obtenemos granos bien conformados en su estado de equilibrio estable. Pueden obtenerse altos valores de plasticidad.

  • AleacionesSi el enfriamiento es rpido impedimos ese ordenamiento regular, y disminuye mucho la plasticidad.

    Estructura de un acero de medio carbono enfriado rpidamente

  • Aleaciones Cuando las distintas fases de una aleacin aparecen simultneamente o sea coprecipitan, se forman estructuras de poca plasticidad, denominadas eutecticas.

    Estructura Eutctica o de CoprecipitacionFundicion blanca eutectica

  • Aleaciones Los metales puros y las soluciones solidas pueden ser deformadas plasticamente, estampado, trafilado, repujado, laminado en frio, etc. estas operaciones se pueden realizar en frio, en este caso los granos cristalograficos se alargan en el sentido de la deformacion, esta distorsion impide una deformacion posterior, se dice que se produce una consolidacion mecanica. Estructura de un acero de bajo CarbonoSAE 1010 laminado en frio ( granos alargados)Estructura de laminado en frio

  • Aleaciones Existen aleaciones que contienen un material que es un compuesto qumico definido, llamado compuesto intermetlico. Estos compuestos generalmente poseen uniones atmicas covalentes. Constituyen compuestos rgidos y duros que se oponen a la deformacin plstica. Son adems dificiles de mecanizar y forman interfases frgiles con el resto del material. En general las aleaciones que las contienen son frgiles. Material Babit (antifriccion)Compuesto IntermetalicoAcero p/ herramientas K 100Compuesto IntermetalicoCarburos de Cr.Antimonio ( Sb)

  • Aleaciones

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