Ciencias de los Materiales

        Catedra I Ciencias de los Materiales

Nombre: Bárbara Román Uribe

1.- Explique como puede ocurrir la solubilidad solida de un elemento a otro en una aleación metálica y que reglas se deben cumplir.

Para que pueda ocurrir una solubilidad solida de un elemento con otro de aleación metálica deben ser por aleación binaria isomorfa o elemento puro y esto ocurre a través de 2 medios:

Substitucional: Cuando un elemento posee átomos demasiado grandes y se le integra un elemento para que pueda sustituir los átomos faltantes y siguen un patrón de orden (el tamaño integrado tendrá una ligera diferencia de tamaño con respecto al otro elemento).

Intersticial: este tipo de aleación tiene como función no alterar el espacio entre los átomos del solvente, los átomos del soluto deben tener un tamaño proporcional al espacio (su función consiste en rellenar)

Y las reglas que deben seguir son las reglas de Hume-Rothery:

1. Deben cumplir con un factor de tamaño en los átomos, el cual debe tener una diferencia del 15% respecto al otro átomo de mayor tamaño (de esa forma la red de átomos no se verá afectada).
2. Su estructura cristalina entre ellos deben ser iguales
3. La valencia entre los átomos debe ser las mismas.
4. Sus electronegatividades también deben ser las mismas.

2.- Explique cómo se calcula la densidad teórica de un metal cristalino y por qué esa puede ser distinta de una medida de manera real.

La fórmula para calcularla es:

[pic 1]

Lo desfavorable de hacer un cálculo teórico, es que estamos suponiendo que todos los átomos tienen un comportamiento normal y el supuesto de que es un material que tiene una estructura perfecta y cristalina sin defectos, pero en lo real no es así, siempre habrá un porcentaje de error entre el cálculo real y el cálculo teórico, esto se da por defectos de vacancia, cuando existe un espacio vacío sin un átomo.

3.- Explique que entiende por sistema isomorfico binario y que es segregación

Por lo que comprendí un sistema isomorfico es cuando dos materiales metálicos o elementos metálicos se pueden disolver por totalidad, sin importar si está en estado sólido o líquido, pero cada uno debe estar en un estado diferente que el otro (uno sólido y uno liquido), la única forma para que se cumpla esta condición es siguiendo las reglas de Hume-Rothery, ya que su composición cristalina debe ser la misma.

Y la segregación quiere decir que existen sectores donde quedaron restos de soluto lo que infiere también, que habrán sectores de la estructura que tendrán otro tipo de características que podrían ser más débiles.

4.- Explique características de las fases ferrita y cementita y como estas influyen en el acero.

Ferrita: Solución solida de carbono en una red de carbono

características ferrita alpha:

• Se considerarán solo porcentajes de carbono menores a 6.67%
• Tiene una formación estable a temperatura ambiente
• Tiene una máxima solubilidad de carbono del 0.02% y disminuye a un 0.06% a 0°C
• Temperatura menor a 727°C es Ferrita pura (quiere decir que tiene una cantidad mínima de carbono, de lo cual estaríamos hablando de hierro casi puro)
• Se transforma a austenita a 912°C, esto quiere decir que al calentar un hierro semi puro de 727°C a 912°C cambia de fase.
• La ferrita es estable a diferencia de cementita que es metaestable.

Cementita: Como característica principal es que es un compuesto duro y quebradizo, también ayuda a mantener la dureza del acero.

Características cementita:

• Compuesto intermetalico, metaestable esto significa que se mantiene en el tiempo, pero no con la estabilidad total que debería de tener, tiende a descomponerse o a separarse con el tiempo, el carbono y el hierro se separan.
• Si se sobrepasa la temperatura entre 650-700°C, la cementita está dentro del rango estable, pasada esta temperatura la cementita tendrá una menor estabilidad con el pasar del tiempo.

La ferrita y la cementita afectan al hierro de forma que la ferrita le da mayor ductibilidad (capacidad para deformarse) y la cementita le aporta la dureza; pero todo en equilibrio, porque demasiada ferrita será demasiado moldeable y demasiada cementita provocará fragilidad en el material.

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