Control de la microestructura. La materia posee diversas propiedades mensurables y no mensurables

Control de la microestructura

La materia posee diversas propiedades mensurables y no mensurables. Esto quiere decir que tiene propiedades que pueden ser medidas y valoradas o no.

Esta se puede dividir en dos grupos:
Propiedades generales
Propiedades características o específicas

Es muy importante conocer la microestructura del material. Es el número de fases que contiene, su distribución, fracción de volumen, forma y tamaño, etc.

Diagrama de fases en la micro estructura

El diagrama de equilibrio de fases no solo indica cuantas fases están presentes en determinado material a cierta temperatura, sino que también las composiciones y proporciones relativas de las mismas, micro estructuralmente hablando.

Tratamiento térmico La microestructura que se desarrolla depende tanto del tratamiento térmico. Si el enfriamiento es muy lento se dan condiciones de equilibrio, pero si los enfriamientos son muy rápidos se producen procesos que cambian la microestructura y por tanto las propiedades mecánicas.

 La mayoría de los materiales con importancia industrial están formados de más de una especie atómica o molecular. Los componentes se distribuyen por el material, según su temperatura y composición.

En general, mientras más distintos sean los componentes, tanto desde el punto de vista químico como por lo del tamaño atómico o molecular, más restringida será la solubilidad entre sí, y así menos combinado. Cuando dos elementos A y B (que también pueden ser metales líquidos) se mezclan a proporciones variables, pueden ocurrir dos cosas que sean totalmente miscibles o parcialmente solubles u homogéneos y así distinguirse en la micro estructura. Las distancias entre los átomos (micro estructura) en los metales, como en iones en los cristales, siguen una ley aditiva y cada átomo o ion esta empaquetado como si fuese una esfera de tamaño definido y varía según el número de vecinos que tiene. Ya que, al conocer su microestructura, podemos saber las características que tendrá el material y así definir en que podemos usarlo, ya sea a nivel industrial, comercial o doméstico. Se conoce como tratamiento térmico 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.

Metalografía y micro examinaciones

Software de Análisis de Imágenes AXIOVISION – ZEISS
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Dewinter metalúrgico/software de la metalurgia.

Para el análisis térmico y registrar las curvas de calentamiento y enfriamiento, se utilizan el análisis térmico diferencial (ATD) y la calorimetría de barrido diferencial (CBD).

 Algunos sistemas de aleaciones comerciales Por su considerable importancia en ingeniería, el sistema hierro-carbono ha sido estudiado con gran amplitud. La microestructura y las propiedades del hierro, varían según la velocidad de enfriamiento y la presencia de elementos como azufre, manganeso y silicio. Los constituyentes metálicos que pueden presentarse en los aceros al carbono son: ferrita, cementita, perlita, sorbita, trostita, martensita, bainita, y rara vez austenita, aunque nunca como único constituyente.

También pueden estar presentes constituyentes no metálicos como óxidos, silicatos, sulfuros y aluminatos. Con frecuencia lo que se requiere es una combinación de ductilidad y resistencia, es importante saber que con un cuidadoso control de la microestructura un refuerzo de ejemplo, sistema aluminio-cobre, se puede lograr sin perdida notable de ductilidad. Otros campos de la microestructura

Microestructura de las maderas La madera es un tejido exclusivo de los vegetales leñosos con tejidos diferenciados y especializados. Estos tejidos están formados por células formando una estructura tubular.
Su tamaño, forma y distribución, así como la existencia de elementos anatómicos como rayos o canales resiníferos nos van a dar la textura o grano de la madera que nos ayudarán a identificar la especie de madera. Microestructura en cerámicos En la microestructura veremos: granos, bordes de grano, poros anclados entre granos, microgrietas.
Los niveles de porosidad pueden llegar al 20 %.
Los poros y las microgrietas debilitan el material, sobretodo éstas últimas. Aleaciones férreas y su importancia Las aleaciones férreas las podemos clasificar en dos grandes grupos en aceros y fundiciones
Aceros C<2,11% (en este punto es donde se hace la reacción eutéctica).
Fundiciones C<2,11% U C<6,67%

La importancia máxima que se le puede dar es que las aleaciones y aceros son los más utilizados en la industria y ahí la importancia de por qué es que se estudia su fenómeno microestructural

Endurecimiento por deformación

Endurecimiento

El mecanismo de endurecimiento posee una fuerte relación con el movimiento de dislocaciones. Esta relación dislocaciones-prop. Mecánicas es la que condicionará el endurecimiento.

La capacidad de 1 metal para deformarse plásticamente depende de la capacidad de las dislocaciones para moverse

Las técnicas de endurecimiento se basa en la restricción e impedimento del movimiento de las dislocaciones, dotando al material de más dureza y resistencia

Mecanismos de endurecimiento

Existen tres métodos principales de endurecimiento.

Endurecimiento por solución sólida

Endurecimiento por reducción del tamaño de grano

Endurecimiento por deformación

Endurecimiento por reducción del tamaño de gano

Los L.G. producen como barreras al movimiento de las dislocaciones a temperatura ambiente, debido a:

— Los granos poseen distintas orientaciones. Cada grano posee su

propio conjunto de dislocaciones sobre sus planos de deslizamiento preferentes, por ello, cuando una dislocación pasa de un grano a otro pierde su dirección preferente de deslizamiento.

— El desorden del L.G. produce discontinuidad de un grano a otro, se necesitaría un salto

↓Tamaño de Granoà ↑Dureza y Resistencia= impedimos el movimiento

Los límites de grano de bajo ángulo son menos efectivos, en cambio, los planos de macla anclan el deslizamiento de las dislocaciones más efectivamente.

Endurecimiento por sol. Sol.

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