TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES.

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TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

Trabajo Práctico Nº 2

Defectos Cristalinos

Guía de Problemas

Defectos

1. Defina:

a) Dislocación, tipos de dislocaciones         b) Sistema de deslizamiento

c) Vacancia                                        d) Macla

f) Borde de grano

1. La densidad, ductilidad y la resistencia mecánica son propiedades afectadas por los defectos presentes o generados en la estructura cristalina del material. Qué defecto le asociaría a cada una de ellas?. Explique por qué.

1. Si requiero incrementar la resistencia mecánica de un material y mantenerla a alta temperatura (ej. temperatura de servicio 0.5 Tm ≤ T ≤ 0.6 Tm, donde Tm: Temperatura de fusión del material). Cuáles defectos serían los adecuados para lograr esto?. Explique.

1. Calcule la densidad de vacancias que se espera estén presentes en el Cu (FCC) a 1080ºC (justo debajo de la temperatura de fusión). La energía de formación de vacancias es de 20000 cal/mol.

1. Suponga que el plomo (FCC) con un parámetro de red de 0.4949 nm (a T ambiente) es calentado hasta 250°C, creándose una vacancia por cada 500 átomos de Pb y que luego se enfrió rápidamente manteniendo las vacancias en equilibrio a T ambiente. Calcule:

1. Densidad del plomo luego del tratamiento de formación de vacancias.
2. La energía de formación de una vacancia.

La masa atómica del Pb es 207.2 g/mol

1. Un monocristal de un metal FCC se orienta de forma que la dirección [ο ο ı] es paralela al esfuerzo cortante aplicado de 5000 psi. Calcule el esfuerzo cortante resuelto que actúa sobre el plano (ı ı ı) en las direcciones [ı  ı ο],  [ο ī ı] y [ı ο ī]. ¿Cual sistema se activa primero?.

1. La tensión de fluencia del titanio es de 65000 psi cuando el tamaño de grano es de 1.7×10-6 m y es de 82000 psi cuando el tamaño de grano es de 0.8×10-6 m. Determine las constantes de la ecuación de Hall-Petch y la tensión del titanio cuando se reduce el tamaño de grano a 0.2×10-6 m. Cómo se puede reducir el tamaño de grano de un material?

1. Por qué el cobre monocristalino y policristalino es dúctil mientras que el zinc monocristalino puede ser muy dúctil pero no el zinc policristalino?.

1. Determine el número de grano ASTM y el diámetro de grano para el Fe-9Cr y un acero 1045 que tienen las siguientes micrografías (Ver página del anexo 1). Para hallar el número de grano suponga que esta haciendo las medidas mirando directamente la muestra en el microscopio y usando plantillas de círculos de área 1 pulgada2. Cuál de estos materiales presenta mejores propiedades de resistencia mecánica? Por qué?

Micrografías para desarrollar el punto 9.

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Fe-9Cr. Magnificación 100 X.

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