PUNTOS CRITICOS Y ESTRUCTURAS CRISTLINAS SEGÚN TEMPERATURA

TRATAMIENTOS TERMICOSING. EDVIN

tratamiento térmico

Se conoce como al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

INTRODUCCION

ESTRUCTURAS CRISTALINAS

La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio

Estructura de un cristal de cloruro de sodio, un típico ejemplo de un compuesto iónico. Las esferas púrpuras soncationes de sodio, y las esferas verdes son aniones de cloruro.

DEFINICIONES • CELDAS, MALLAS Y REDES• Cuando los metales se solidifican a partir de un estado líquido, los átomos se reorganizan en varias• configuraciones ordenadas, llamadas, cristales. Este arreglo de los átomos en el cristal se conoce• como estructura cristalina. El grupo mas pequeño de átomos que muestra la estructura de red• característica de un metal, se conoce como celda unitaria.• • Estructura cristalina. Es la forma geométrica de cómo, átomos, moléculas o iones se encuentran• Espacialmente ordenados. Los Átomos o iones son representados como esferas de diámetro fijo.• • Reticulado: Arreglo tridimensional de puntos en el que cada punto tiene los mismos vecinos.• • Celda unitaria: Es el menor grupo de átomos representativo de una determinada estructura• cristalina.• • Número de Coordinación : El número de átomos que tocan a otro en particular, es decir el numero• de vecinos mas cercanos, indica que tan estrechamente están empaquetados los átomos.• • Parámetro de Red : Longitudes de los lados de las celdas unitarias y los ángulos entre estos lados.• Los arreglos atómicos básicos mas comunes en los metales son:• •Cúbico centrado en el cuerpo (BCC) – Hierro alfa, cromo, molibdeno, tantalio, tungsteno, vanadio.• •Cúbico centrado en las caras (FCC) – Hierro gama, aluminio, cobre, níquel, plomo, plata, oro,• platino.• •Hexagonal compacto (HCP) – Berilio, cadmio, cobalto, magnesio, titanio, zinc, circonio.• Redes de BRAVAIS: Existen 14 posibles redes cristalinas.

TIPOS DE ESTRUCTURAS estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.

EL DIAMANTE

es un alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada red de diamante el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica

de todos los materiales. Estas propiedades determinan que la aplicación industrial principal del diamante sea en herramientas de corte y de pulido.

Ley de Van T’Hoff

• En un sistema química en equilibrio, toda elevación de temperatura produce una transformación, en el sentido correspondiente a una absorción de calor.

• Todo descenso de temperatura produce una transformación en el sentido de absorción del calor.

Curvas térmicas de metales o aleaciones

• Son las que se obtienen por enfriamiento o calentamiento, en función del tiempo.

• Se emplean para determinar los puntos característicos tales como, fusión, solidificación y transformación en estado solido, de los metales puros y fenómenos semejantes, aunque no exactamente iguales, de las aleaciones.

• Si un metal o aleación esta en estado liquido a una temperatura elevada y se le deja enfriar lentamente, sin ningún trastorno del exterior, presentara una de las curvas de la figura No1.

Punto de Fusión

¿Qué es el punto de fusión y cómo se produce?

Punto de fusión en los cuerpos cristalinos

• Durante la fusión la temperatura permanece constante.

• El calor proporcionado se denomina calor de fusión.

Punto de fusión en los cuerpos amorfos

• No tienen un punto de fusión definido

Punto Eutéctico

Definición:

Vocablo que deriva del griego y que quiere decir fácilmente fusible. Es la máxima temperatura a

la que puede producirse la mayor cristalización del solvente y soluto, o también se define como la temperatura más

baja a la cual puede fundir una mezcla de sólidos A y B con una composición fija.

Grafica:

REDES CRISTALINAS

La red cristalina está formada por iones de signo opuesto, de manera que cada

uno crea a su alrededor un campo eléctrico que posibilita que estén

rodeados de iones contrarios.

Concepto:

• Red : Conjunto de puntos, conocidos como puntos de red, que están ordenados de acuerdo a un patrón que se repite en forma idéntica.

• Puntos de Red : Puntos que conforman la red cristalina. Lo que rodea a cada punto de red es idéntico en cualquier otra parte del material.

• Celda Unitaria : es la subdivisión de la red cristalina que sigue conservando las características generales de toda la red.

Cada átomo de la estructura, está rodeado por ocho átomos adyacentes y los átomos de los vértices están en

contacto según las diagonales del cubo

Estructura cúbica centrada en el cuerpo:

Cada átomo está rodeado por doce átomos adyacentes y los átomos de las caras están en contacto. Está constituida por un átomo en cada vértice y un átomo en cada cara del cubo. Los metales que cristalizan en esta estructura son: hierro gama, cobre, plata, platino, oro, plomo y níquel.

Estructura cúbica centrada en las caras:

Esta estructura está determinada por un átomo en cada uno de los vértices de un prisma hexagonal, un átomo en las bases del prisma y tres átomos dentro de la celda unitaria. Cada átomo está rodeado por doce átomos y estos están en contacto según los lados de los hexágonos bases del prisma hexagonal.Los metales que cristalizan en esta forma de estructura son: titanio, magnesio, cinc, berilio, cobalto, circonio y cadmio.

Estructura hexagonal compacta

Cambios de temperatura

La temperatura modifica la estructura por la movilidad de los átomos cuando se

calientan a diferentes temperaturas y se enfrían convenientemente

Según la temperatura y sus cambios, se dan distintos nombre a las formas de calentar y

enfriar el material

En el normalizado, se calienta a temperatura superior a la critica superior, se enfría en aire calmo.

En el temple se calienta a una temperatura ligeramente superior a la crítica superior. Se enfría mas o menos rápidamente, depende del tamaño de la pieza y el

medio de enfriamiento y su propósito.

En el revenido se calienta a temperaturas inferiores a la critica inferior y se enfría al aire.

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA

• CUANDO EL VOLUMEN DE LA PIEZA ES IMPORTANTE Y LA FORMA ES COMPLICADA, DEBE COMENZARSE A CALENTAR DESDE TEMPERATURAS MUY BAJAS.

• EL ESTADO SUPERFICIAL DE LA PIEZA INFLUYE EN EL CALENTAMIENTO, SE HACE MAS RAPIDO A MAS PULIDO.

TIEMPO DE PERMANENCIA EN TEMPERATURA

• Depende del tratamiento: En los normalizados el tiempo de permanencia es corto. En los temples es intermedio, pero en los recocidos el tiempo debe ser mayor debido a que no solo hay que conseguir el estado austenitico, sino también la difusión y la homogeneización de todos los constituyentes.

AUMENTO DEL TAMAÑO DE GRANO

• Cuando se deja mucho tiempo a altas temperaturas el tamaño de grano aumenta formando estructuras groseras.

Cale

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