Estructura de los metales

Estructura de los metales

1. Estudio de la estructura atómica

   • Hace posible controlar y predecir el comportamiento y desempeño de los metales en distintos procesos de manufactura
     • Propiedades
       • Evaluar las propiedasdes sirve para hacer una mejor selección de los materiales a utilizar en condiciones específicas ya sean ambientales, físicas o externas.
       • Algunos factores que alteran las propiedades de los metales son: composición, impurezas, tamaño y límite de grano, tamaño condición superficial métodos de aleación.
       • Enlaces atómicos
         • Metálicos
         • Covalentes
         • Iónicos
   • Estructura Cristalina
     • Deformación y resistencia de los monocristales
       • Sistema de deslizamiento
         • Los metales que tienen 5 o más de estos sistemas se pueden considerar como dúctiles
           • Estructura cúbica centrada en el cuerpo
             • Existen 48 sistemas de deslizamiento posibles por lo tanto es posible que haya deslizamiento pero se requiere un esfuerzo cortante muy grande.
           • Cristales cúbicos centrados en las caras
             • Existen 12 sistemas de deslizamiento, hay una moderada probabilidad de deslizamiento y el esfuerzo al corte requerido es bajo.
           • Cristales hexagonales compactos
             • Sólo tiene 3 sistemas de deslizamiento por lo que su probabilidad de deslizamiento es baja, pero a temperaturas altas se activan más sistemas. Son frágiles a temperatura ambiente
     • Deformación plástica de los metales policristalinos
       • Defectos puntuales, como una vacante (átomo faltante), un átomo intersticial o impureza (átomo extraño que ha reemplazado el átomo de metal puro)
       • Defectos lineales o unidimensionales, denominados dislocaciones
       • Imperfecciones planares o bidimensionales, como los límites de grano y límites de fase
       • Imperfecciones volumétricas o de masa, como huecos, inclusiones otras fases o grietas.
         • Afectan las propiedades sensibles a la estructura como:
           • mecánicas y eléctricas de los metales, esfuerzo de fluencia, la resistencia a la fractura y la conductividad eléctrica
       • Recuperación y recristalización.
         • Recuperación: se relevan los esfuerzos en las regiones altamente deformadas. Se comienzan a formar límites de subgranos (a este proceso se le llama poligonización) sin un cambio significativo en las propiedades mecánicas, como la dureza y la resistencia
         • Recristalización: disminuye la densidad de las dislocaciones, reduce la resistencia y eleva la ducti- lidad del metal. Como resultado, no se endurecen por trabajo cuando se trabajan en frío. Esto sucede entre 0.3 y 0-5 Tm donde Tm es el punto de fusión del metal.
   • Cuando los metales se solidifican de un estado fundido, el orden que obtienen sus atómos son denominados cristales.
     • La celda unitaria es el bloque primario de un cristal.
       • Arreglos atómicos básicos
         • Estructura cúbica centrada en el cuerpo (bcc): hierro alfa, cromo, molibdeno, tantalio, tungsteno y vanadio.
         • Estructura cúbica centrada en las caras (fcc): hierro gama, aluminio, cobre, níquel, plomo, plata, oro y platino.
         • Estructura hexagonal compacta (hcp): berilio, cadmio, cobalto, magnesio, titanio alfa, zinc y zirconio.
           • Es posible modificarlos por medio de la aleación.

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