Ciencias de Los Materiales 3er Cuestionario

8/19/2019 Ciencias de Los Materiales 3er Cuestionario

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Aceros inoxidables Son materiales de ingeniería por su excelente resistencia

a la corrosión por su alto contenido en cromo. (12%min). El cromo forma un

oxido supercial ue protege a la aleación de !e"#r sub$acente ue impide

ue continue la oxidación $ corrosión del mismo. ara producirse el oxido

protector& el acero debe estar expuesto a agentes inoxidantes. 'ipos Acero

inoxidable !erriticos aleaciones binarias ierro " #romo 12"*+% de #r $ unba,o contenido de #. Su estructura se mantiene principalmente en estado

ferritico (-ierro alfa& ##) en condiciones de tratamiento t/rmico normal.

#omo el cromo tiene la misma estructura cristalina ue la ferrita alfa se

extiende la región de fase alfa $ se suprime la fase gama0 formndose asi el

bucle gama en el diagrama. Al contener mas de un 12% de cromo se enfrían

a altas temperaturas como soluciones solidas de cromo en -ierro alfa& sin

sufrir transformación. (#arbono entre +&+2%"+&2%). 'ienen ba,o costo $a

ue no contienen niuel. Se usan como materiales de construcción cuando

se necesitan resistencia a corrosión $ calor. 'ienen una resistencia a la

corrosión moderada $ los de alto contenido de #r tienen una excelenteresistencia a la oxidación a altas temperaturas. Se los usa en estado de

recocido& aunue pueden endurecerse por deformación plstica en frio.

resentan una capacidad de deformación regular debido a su estructura

##.

2 E,emplos son aleación *+ con 13%#r $ +&+12#& en estado 4ecocido para

campanas de c-imeneas de cocina o euipo de restaurantes. ropiedades

(alargamiento de un 25%& 6imite elstico 5+7si& resistencia a la tracción

357si). Aleacion 8 con un 25%#r $ +&2#& 4ecocido& se usa paracalentadores o cmaras de combustión(2+%&5+7si& 9+7si). :ado ue la

ferrita es una fase magn/tica& estos aceros tambi/n lo son. Acero inoxidable

;artensiticos son aleaciones ierro #romo (12"13%) $ #(+&15"1%)

suciente para ue durante el templado se produ


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rela,ar las tensiones e incrementar la tenacidad). 6a alta templabilidad

(facilidad con la cual se forma martensita) de este tipo de aleaciones e=ita

la necesidad de un temple instantneo en agua permitiendo una tasa de

enfriamiento mas lenta. #uando el contenido del # tiene a 1% el bucle alfa

se agranda. E,emplo aleación +# (18%#r"1#) de mas alta dure


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matri< perlitica. Se denominan blanco $a ue se fracturan produciendo una

supercie cristalina CblancaD o brillante. En /stas el # se encuentra

combinado con el !e como carburo de -ierro (cementita). ara ue se

retenga el carbono en forma de carburo de -ierro su contenido de carbono

(2&5"*%) $ silicio (+&5"1&5%) debe ser ba,o $ la tasa de solidicación alta

(alta =elocidad de enfriamiento). Se usan por su resistencia al desgaste ($aue ma$or desgaste -a$ mientras mas cantidad de carburos de -ierro -a$)

$ a la abrasión. Son materia prima de -ierros fundidos maleables. :ebido a

la presencia de cementita& son extremadamente duras $ frgiles con poca

aplicación industrial. ?o se pueden mauinar. ueden reali


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microestructura ferritica $ perlitica con un *&5# $ 2&2%Si& fundido tosco es

su estado& 8%elongacion& 557si de limite elstico& 9+7si resistencia a la

tensión& se usan para cigIeJales& engrana,es $ rodillos. ierro fundido

;A6EA6E se funden primero como -ierros fundidos blancos ue contienen

grandes cantidades de carburo de -ierro $ no tienen grato. (2"2.8% # $

1&1"1&8%Si). El -ierro fundido blanco se calienta en un -orno demaleabili


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En este caso =emos el decremento de la solubilidad solida en la solución

solida terminal alfa al pasar del punto a al punto b por la línea de sol=us. Si

tenemos una composición L1 se describen los siguientes tres pasos

M'ratamiento calórico de la solución Solucioni


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tratamientos son ba,as $ debido a esto la difusión atómica responsable de la

formación de los intermetlicos es lenta.

En cualuiera de los dos casos las temperaturas de tratamiento son ba,as $

debido a esto la difusión atómica responsable de la formación de los

intermetalicos es lenta& por ende son largos tratamientos. Hna aleación

suceptible de ser endurecida por precipitación en la condición de soluciónsolida sobresaturada esta en un estado energ/tico alto inestable. 6a

aleación tiende a buscar un estado energ/tico mas ba,o mediante la

descomposición espontanea de la solución solida sobresaturada en fases

metaestables o en la fase de euilibrio& para esto disminu$e la energía del

sistema cuando se forman dic-as fases. Si la precipitación es en=e,ecida a

una temperatura ba,a& en la ue solo se dispone de una peueJa cantidad

de energía de acti=ación& se forman agrupaciones de atomos segregados

conocidas como


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es la condición optima de ene=e,ecimiento se logra si la temperatura de

en=e,ecimiento es lo sucientemente alta& asociado con la formación de un

precipitado metaestable intermedio. Si continua el en=e,ecimiento& este

precipitado se colapsa $ aumenta de =olumen& asi la aleación al en=e,ecerse

demasiado se =uel=e mas d/bil ue en la condición optima. ara optimi


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a =elocidades de producción mximas& introduciendo el metal fundido en los

moldes de metal ba,o una presión considerable. 6as dos mitades del trouel

del metal se arman $ se aseguran ,untas para ue resistan la alta presión. El

aluminio fundido es foruir dentro de las ca=idades de las matrices.

#uando el metal se -a solidicado& las matrices se sueltan $ se abren para

extraer la pie


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-idrobronce& empleado en caJerías de agua0 latones amarillos& ue

contienen entre el 2+% $ *% de Qn& por e,emplo los latones de cartuc-ería

empleados en la fabricación de =ainas de balas de fusil. 6as adiciones de

peueJas cantidades de plomo a algunos latones de #u"Qn me,ora la

mauinabilidad. El plomo es casi insoluble en el #u solido $ se encuentra

distribuido en los latones como peueJos glóbulos.

Mronces de estaJo (1"1+%Sn) para formar aleaciones endurecidas por

solución solida. Son mas resistentes ue los #u"Qn sobre todo en

condiciones de traba,o en frio $ tienen ma$or resistencia a la corrosión pero

son mas caros. ueden ser monofsicos o bifsicos& los Gltimos cuando

pueden contener -asta 18%Sn para fabricar co,inetes $ discos de engrana,e

de alta resistencia. A estas aleaciones se les agregan grandes cantidades de

plomo (5"1+%) para dar lubricación a las supercies de los co,inetes. 6os

primeros& ue contienen menos del 9% de Sn& se utili


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M:ensidad mientras mas ba,a sea ma$or ser su resistencia a la tracción $

su modulo de tensión. 4esistencia al impacto no interesa cuando las bras

son predominantes $a ue son frgiles. 4esistencia al esfueruencia&

no in>u$e $a ue la bra no tiene


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arriba de los 19++@# se incrementa la orientación deseada de las cristalitas

con apariencia de grato dentro de cada bra) $ la brea& precursores. 6as

bras producidas por A? tienen una resistencia a la tensión de 5++7si

aprox $ un modulo de elasticidad de *+;si. A ma$or modulo de elasticidad

menor resistencia en general $ =ice=ersa. !ibras de aramida o bras de

poliamida aromatica. ?ombre comercial e=lar 2 $ . 6a primera de ba,adensidad $ alta resistencia para protección balística& cuerdas $ cables. 6a

segundas son Gtiles como refuer


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el material cargado ba,o condiciones de isodeformación tiene un coeciente

ms alto. ara determinar el modulo de elasticidad de un material

compuesto real& se ingresa al esuema usando la fracción =olum/trica de la

bra del compuesto a tratar& $ teniendo en cuenta si se lo someter a

condiciones de isoesfuer


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estas se encapsulan dentro de un material de cermica =ítrea. Aplicaciones

tubos de intercambiador de calor& sistema de protección t/rmica $

materiales para ambientes expuestos a la erosion corrosi=a.

!ibra discontinua o lamentos nos de cermicos incrementan la resistencia

a la fractura de cermicas monolíticas. 'ienen la =enta,a de ue pueden ser

traba,ados mediante procesos comunes de cermica. 4efor


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cristalina se formara en el compuesto cermico a granel.

E,emplo& #arburo de silicio& con una diferencia de electronegati=dad de +&3

es un 11%Fonico"9%#o=alente con 25++@# como punto de fusión. El nitrurode silicio en cambio& 1&*diferencia de elctronegati=idad& *&5%Fonic"

85&5%#o=alent con punto de fusión 13++@

6a tendencia de los sólidos iónicos para disminuir la energía presente en el

sistema es la de intentar poseer sus iones empauetados lo ms

densamente como sea posible. En los cermicos con enlaces ionicos el

empauetamiento esta determinado por el tamaJo relati=o de los iones en

el solido $ de la necesidad de euilibrar las cargas electroestticas para

mantener una neutralidad el/ctrica en el solido ionico. #uando el enlace

ionico entre atomos se presenta en el estado solido& las energías de los

atomos disminu$en debido a la formación de los iones $ a su enlace en un

solido ionico. 6os solidos ionicos tienden a tener sus iones empacados tan

densamente como es posible para disminuir& lo mas ue se pueda& la

energía total del solido. 6os cationes son normalmente mas peueJos ue

los aniones con los ue se enla


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#ompuesto ionico EWE;6B M#loruro de cesio #s radio +&13+nm(N) $ #l&

rU+&191nm("). 4a


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se pueden enla


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medio mas usado es de la mauina de extrusión tipo =acio"barrena en

donde el material cermico plstico es for


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M;oldeo de =aciado de suspensión preparación de un material cermico

pul=eri


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las supercies del limite de los granos del producto sinteri


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broso para materiales compuestos de matri< metalica $ cermica\..

(QrB2)#irconia pura es polimórca& se transforma de la estructura

tetragonal en la monoclinica a unos 113+@# acompaJada de una expansión

de =olumen $ esta su,eta al agrietamiento. Al combinarse con otros oxidos

refractarios se puede estabili


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tetraedro esta unido esuina con esuina para formar una red suelta sin

orden alguno de largo alcance. Btro es el oxido de boro ue forma

subunidades ue son tringulos planos con un atomo de boro ligeramente

fuera del plano de los atomos de oxigeno. Se usan para =idrios comerciales

como borosilicatos o aluminoborosilicatos. Bxidos ue modican el =idrio o

la red& al romperala& son los oxidos alcalinos o alcalinot/rreos uedisminu$en la =iscosidad para ser traba,ado $ conformado con mas

facilidad. 6os atomos de oxigeno penetran en las redes de sílice en puntos

de unión del tetraedro $ rompen la red produciendo atomos de oxigeno con

un electron no compartido. 6as mol/culas ue no entran en la red

permanecen como iones metlicos enla


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usan en lentes ópticos $ en =idrios con propósitos decorati=os. 59%bB&

*5SiB2 $ 32B. Son capaces de absor=er ra$os L.

Hn liuido ue forma un solido cristalino por solidicación (metal puro por

e,) cristaliotado& una tira

de =idrio sale del -orno fundido $ >ota sobre la supercie de un baJo de

estaJo fundido& se enfria mientras pasa sobre el estaJo fundido en una

atmosfera controlada uímicamente. #uando sus supercies estn lo

sucientemente duras& la placa de =idrio se saca del -orno sin ser marcada

por los rodillos $ pasa por un largo -orno de recocido& el templador& donde

se eliminan los esfuer


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tensión en el interior del =idrio $ esfuer

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