Unidad 1 : Porpiedades de los materiales
Enviado por andrea21curls • 19 de Febrero de 2016 • Apuntes • 3.317 Palabras (14 Páginas) • 408 Visitas
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UNIDAD I PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
INTRODUCCIÓN
El siguiente ensayo analítico habla sobre temas concernientes a la materia llamada “Procesos de Fabricación” unidad I con tópico relacionado a la propiedad de los materiales.
El enfoque dado es un ámbito a nivel nacional ya que se relaciona estrechamente con las necesidades del país en la industria e indirectamente en el consumidor final, como los distintos casos que se pueden presentar día a día, tanto como estudiantes, así como en un momento dado a trabajadores de una industria.
Este texto tratará desde temas sencillos como la estructura de algunos materiales (metales), pasando por sus defectos, generalidades, propiedades, clasificación hasta sus aleaciones con material adicional al proporcionado por el profesor recabado por los integrantes del equipo tales como historia, enfoque al país, conceptos ejemplificados y diversos usos que emanan de los metales.
ESTRUCTURA CRISRTALINA DE LOS MATERIALES
Cuerpos amorfos y cristalinos.
Uno de los aspectos más importantes de cualquier material es su estructura, como se sabe, todos los cuerpos están compuestos por moléculas y moléculas de átomos.
La principal diferencia entre un sólido cristalino y un sólido amorfo es su estructura. En un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos a largo alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir donde se encontrará el próximo átomo.
Cuando estos se agrupan en manera desordenada se les llama cuerpos amorfos, y como no tienen una estructura definida se llaman isótropos.
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En cambio, cuando se agrupan de una manera ordenada se les llama cuerpos cristalinos y por lo tanto son isótropos. Sus propiedades características son el brillo, la opacidad, conductividad térmica y eléctrica.
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Por el contrario una estructura amorfa, no posee elasticidad sino plasticidad o movilidad. Ejemplos de estas estructuras son el vidrio, la cera, la resina, etc.
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Todos los metales y aleaciones poseen en estado sólido estructura cristalina bien definida. Los cristales que lo conforman se llaman granos, dentro de ellos hay una estructura básica denominada cristalina.
Estructura Cristalina
Un cristal es una formación ordenada de átomos en el espacio.
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Existen 3 estructuras relativamente sencillas: cúbica centrada en las caras, cúbica centrada en cuerpo y hexagonal compacta.
Cúbica centrada en las caras: Esta red consta de 14 átomos, 8 en vértices y uno en el centro de cada cara. Algunos metales que citan esta estructura son el aluminio, cadmio, fierro (gamma), níquel, cobalto (beta), plomo y platino.
Cúbica centrada en el cuerpo: Compuesto por 9 átomos, 8 hallados en los vértices y uno en el centro. Metales: Litio, Sodio, Potasio, Vanadio, Cromo, Hierro alfa, Neobidio, Molibdeno, Tugsteno y otros.
Una consideración importante es que las esquinas opuestas de cubo forman líneas rectas, tocando cada átomo al que le siguen en secuencia.
Además todos los átomos de la red son equivalentes.
Red Hexagonal Compacta: Además de los átomos que se encuentran en los vértices y en los centros de las bases hexagonales, hay 3 átomos dentro de la celdilla. Algunos metales que poseen esta red son: Berilio, magnesio, Zinc, Cadmio, Cobalto, Níquel.
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Celda unitaria de una estructura cristalina
La celda unitaria de una estructura cristalina es el grupo de átomos más pequeño que posee la simetría del cristal, que cuando se repite en todas direcciones, formara la red cristalina. A estas celdas cristalinas se le puede determinar:
- La simetría
- Tipo reticular del cristal
- Dimensiones de la celda unitaria
- Numero de átomos de la celda unitaria
- Posición de cada átomo
- Numero de coordinación
- Densidad
Numero de átomos de la celda cristalina.
- Centrada en el cuerpo: esta celda tiene dos átomos; un octavo por las esquinas de cubo, más un átomo centrado que no es compartido por ninguna otra celda.
- Centrada en las caras: la celda tiene un átomo situado en el centro de cada cara. La red centrada en las caras tiene un total de cuatro átomos por celda unitaria.
- Hexagonal compacta: en esta celda el número de átomos que posee son seis.
Numero de coordinación
El número de coordinación de una estructura cristalina es igual al número de vecinos más cercanos equidistantes que posee un átomo en la red.
Defectos de la estructura cristalina
Una estructura cristalina tiene por lo general cuatro tipos de defectos.
- Vacancia: es la ausencia de un aromo en la red.
- Átomos interestaciales: es un átomo en exceso en la red.
- Defecto d Frenkel: es la combinación de dos defectos puntuales, que son vacancia interestaciales.
- Átomos de impureza: es la sustitución de un átomo del cristal por un átomo extraño dentro de una red perfecta.
Cristalización de los metales puros.
La existencia de las transformaciones en el metal se puede observar por las curvas de calentamiento y enfriamiento. La cristalización se verifica a una temperatura más baja que la de fusión, es decir, el segmento correspondiente a la temperatura de solidificación en la curva se halla debajo de la temperatura de equilibrio durante la fusión. Este fenómeno se denomina sobreenfiamiento del metal líquido.
Mecanismos del proceso de cristalización. Se compone de dos etapas elementales:
- Formación de los núcleos de cristalización o gérmenes.
- Crecimiento de los cristales desde estos núcleos-gérmenes.
Estando el metal líquido a la temperatura de cristalización se forman los núcleos de cristalización alrededor de los cuales se agrupan los átomos, formando cristales de forma geométrica regular. Los cristales adquieren una forma externa irregular, a pesar de que su estructura interna es regular.
Las Estructuras Cristalinas de algunos metales tales como el hierro, magnesio, cobalto, estaño se pueden cambiar con calor, la transformación alotrópico del metal se una cristalización secundaria su proceso comienza a partir del estado líquido unos tienen puntos de fusión más altos e intervalos de temperatura más largos o cortos según sea el caso, se pueden cambiar también las características de estos. Tenemos la curva de enfriamiento del hierro que a medida que baja su temperatura a partir de los 1539°C va teniendo un cambio en su red cristalina y esto trae consigo la modificación de sus propiedades.
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