Metalurgia e investimentos 09-10-15

Metalurgia e investimentos 09-10-15

Metalurgia: ciencia y arte que se ocupa de la preparación y aplicación de los materiales metálicos. Hay distintas formas de estudiarlo; química (obtención de los materiales), física (estadio de la naturaleza, estructura y propiedades de los metales) o mecánica (métodos de dar forma a los metales: forjado; colado; soldadura).

Características

• Elementos químicos, excelentes conductores de calor y electricidad
• Solidos a Tº ambiente (excepto el mercurio)
• Ioniza en forma de cationes
• Posee estructura cristalina, llamado “reticulado cristalino”(distribución de iones que forma el metal o los distintos metales, va a tener distintos nombres de acuerdo a como se distribuyan)

• Cubica de cuerpo centrado
• Cubica a cara centrada
• Hexagonal compacta

• La estructura que posea un metal, determinara sus propiedades físicas y mecánicas

[pic 1]

Este es el reticulado o arreglo tridimensional de nuestros átomos de algún metal X o la estructura cristalina (forma geométrica como átomos, moléculas o iones que se encuentran espacialmente ordenados). Existen muchas formas, pero yo voy a hablar de los 3 más importantes…[pic 2]

• Cubica de cuerpo centrado: 1 átomo esta en cada vértice y en el centro del cubo hay otro átomo, los átomos de los vértices se comparten entre cubos, ejemplos de esto es el Cr (se trabaja en prótesis removible o fija), Mo, W. Esta estructura hace que el metal sea más dúctil (forma hilos) que una cubica de cuerpo centrado (Au)

[pic 3]

• Cubica de cara centrada: 1 átomo en cada vértice del cubo, pero 1 átomo en cada CARA del cubo, ejemplos de esto es el Cu, Al, Au, Pb (cobre+aluminio= incrustaciones metálicas). Un cambio alotrópico desde una estructura cubica de cuerpo centrado a una de cara centrada (910ºC), genera mayor MALEABILIDAD (forma laminas) (Fe)[pic 4]

• Hexagonal compacta: 2 hexágonos uno arriba y el otro abajo, con un átomo en el centro de cada hexágono y en el centro de esta estructura tenemos una forma triangular, ejemplo de estos el Zn, Co, Zr, Ti-α (en tejidos orales tiene una biotolerancia muy buena).

Alotropía: fenómeno en el cual un sólido (metálico o no metálico) puede presentar más de una estructura cristalina, dependiendo de la Tº y presión.

Los cristales metálicos, al enfriarse o estado sólido a Tº ambiente, poseen diferentes formas, debido a su elevada energía superficial.[pic 5]

• El conjunto de cristales forma una estructura policristalina llamada GRANO CRISTALINO
• El crecimiento del metal a medida que se solidifica es DENDRITICO y TRIDIMENSIONAL
• El espacio que existe entre los granos cristalinos se llama ESPACIO INTERGRANULAR

Curva de enfriamiento: es cuando tenemos un metal y lo fundimos a grandes Tº, después necesitamos que el metal vuelva a estado sólido, esto pasa con todos los metales.

Punto A: metal líquido a Tº de fusión (no existen granos de solidificación)

Segmento A-B: enfriamiento del metal a Tº de fusión (se está enfriando pero aún no hay nada solido)[pic 6]

Punto B: sobreenfriamiento del metal (aún no hay granos de solidificación), esto existe para que recién se permita los primeros granos de solidificación

Segmento B-C: aumento de Tº (exotermia), por formación de primeros granos de solidificación

Punto C: metal solido a Tº de fusión (primeros núcleos de solidificación)

Segmento C-D: metal semisólido, estabilización de Tº, continuación de formación de núcleos de solidificación (forma dentritica)

Punto D: metal solido a Tº de fusión

Segmento D-E: enfriamiento de metal a Tº ambiente

Punto E: metal solido a Tº ambiente        

Los tamaños del grano determinan la velocidad de enfriamiento del metal:

• A menos velocidad de enfriamiento, mayor tamaño de los núcleos (menor cantidad de granos)
• A mayor velocidad de enfriamiento, menor tamaño de los núcleos (mayor cantidad de granos)

Un metal con partículas pequeñas tiene mayor fuerza (dureza según el ppt), mayor resistencia a la tracción y flexión

ALEACIONES

• Combinación de dos o más elementos metálicos o no metálicos.
• Resulta de la necesidad de mejorar las propiedades físicas y mecánicas de los metales por si solos
• Solubles en estado líquido (la mayoría) permitiendo su combinación física
• No todos los metales solubles en estado líquido lo son necesariamente en solido
• 3 tipos de aleaciones: compuestos intermetálicos, solucione sólidas, aleaciones eutécticas [pic 7]

En resumen lo que ofrece es una aleación buena, pero para que se pueda formar los atomos deben tener enlaces y estructuras muy similares , ejemplos de esto es el platino con el cromo la cual encontramos en las hojas de afeitar (disminuye la corrosión); Co5Sm que esta en los audífonos como imanes, Ni3Al en los chasis del auto, **** Nitinol (niquel 55% + titanio 45%) un metal que tiene memoria (vuelve a su estado original) este sirve para endodoncia.

[pic 8][pic 9]

Aleación eutéctica: 2 elementos forman una aleación soluble en estado líquido, pero no en estado sólido ya que cristalizan separadamente, es decir, una aleación heterogénea, pero existe un punto en especifico que puede lograr una aleación mas homogénea

Sistema de aleaciones: se consideran todas las posibles combinaciones entre 2 o mas elementos, puede ser binario, terciario o cuaternario

SISTEMA DE ALEACION Ag-Au: la curva depende de las proporciones entre los materiales, en el sistema de aleación hay un intervalo para que haya una fusión entre ambos[pic 10][pic 11]

Aleacion eutéctica de Bi-Cd[pic 12]

• El eutéctico del sistema, es la mezcla intima de granos de 2 soluciones distintas, pero dependerá de la proporción de sus componentes (%)
• La Tº de solidificación del eutéctico es siempre inferior a las Tº de solidificación de los elementos que lo constituyen
• La línea de solido es paralela a la horizontal lo cual indica que se esta frente a una aleación con 2 fases en estado solido[pic 13]

Aleación soluciones solidas:

• Suelen ser mas duras y resistentes y menos dúctiles que los metales puros que lo forman
• Mayor resistencia a la corrosión
• Poseen intervalos de fusión, no puntos

Aleacion eutéctica:

• Suelen sser mas duras y resistentes que los metales que la componen (no mas que las aleaciones solidas), pero a la vez son mas frágiles
• Poseen punto de fusión, no intervalos para la composición eutectia
• Baja resistencia a la corrosión

Aleación compuestos intermetalicos:

• Suelen ser duros y frágiles
• Generalmente, sus propiedades no se parecen a las de los metales que componen la aleación

Metales  (29:20)[pic 14][pic 15][pic 17][pic 16]

**** el niquel le da alergia a algunas personas, es un metal barato

Clasificación de aleaciones ** no aprender los porcentajes de las tablas

1. aleaciones con alto contenido de metales nobles (alta capacidad de resistir la corrosión y oxidación, contenido en masa del metal noble mayor al 75%, relación de 1:1 de átomos de metal noble con átomos de metal básico o no noble debido a la alta densidad de metales nobles)
2. aleaciones con bajo contenido de metales nobles ( esto sirve para mejorar la condición mecánica, masa del metal noble menor al 75%, reemplaza de forma parcial o total el oro del paladio (metal noble densidad menor al oro), aleación menos costosa, se reconocen 3 grupos 40-45% de oro, menos del 40% de oro, sin contenido de oro (aleaciones Ag-Pd = oro blanco))
3. aleaciones sin contenido de metales nobles (necesita metales que puedan “pasivarse” (fenómeno que se manifiesta en metales básicos que consiste en formar una capa de óxido que eleva la resistencia al desgaste, que no sea soluble y que impide la corrosión), los metales que manifiestan esto son Cr, Al, Ti

Aleación de Cr

el 13-25% de Cr es el responsable de la pasivación, se reconocen 2 aleaciones a base de Ni y Co, la aleación Cr-Ni es un 60-80% de Ni y de Mo 4-5%,  su valor de modulo de elasticidad es alto (mas que los metales nobles)

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