ESTRUCTURA DE MATERIALES (CORROSION)

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LAS FUERZAS ARMADAS

NÚCLEO - ZULIA

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AUTORES:

                                   LEANMAR GONZALEZ       26.149.138

ATHENAS VILLALOBOS 25.

SECCIÓN: 08-INA-D01

FACILITADOR: Judith

CATEDRAA: Corrosión y desgaste

MARACAIBO, JULIO 2017.  

ESQUEMA

Introducción

Desarrollo  

1. Describe y dibuja el procesó de solidificación de un metal puro, en termino de nucleación y crecimientos de cristales
2. Describe el proceso de nucleación homogénea para la solidificación de un metal puro
3. En la solidificación de un metal puro. ¿Cuáles son las dos energías involucradas en la transformación? Ilustre gráficamente los cambios de energía asociados con la formación del núcleo estable durante la solidificación
4. En la solidificación de un metal. ¿Cuál es la diferencia entre un embrión y un núcleo? ¿Qué es el radio crítico de una partícula que se solidifica?
5. Durante la solidificación ¿cómo afecta el grado de subenfriamiento al tamaño crítico del núcleo? Suponga nucleación homogénea.
6. ¿Cuál es la diferencia entre la nucleación homogénea de la heterogénea, para la solidificación del metal puro.
7. Características de algunos materiales según tabla descrita por el docente.
8. Imperfecciones cristalinas y tipos de imperfecciones. Explique lo siguiente:

1. Dislocaciones o defectos lineales: definición, tipos de dislocaciones, significado de las dislocaciones, influencia en la estructura cristalina
2. Defectos puntuales: definición, tipos de defectos puntuales, importancia de los defectos puntuales
3. Defectos de superficie: definición, tipos de defectos

1. Mecanismos de endurecimiento: por deformación, endurecimiento por solución sólida, endurecimiento por tamaño de grano.
2. Indique algunos cambios que usted haya observado en el en el uso de materiales en algunos productos manufacturados durante un periodo de tiempo.
3. Que factores pudieran ser la causa de que fallaran las predicciones en el uso de materiales.
4.  Describa la microestructura de los siguientes latones Cu-Zn a 75 x : a) 70% Cu – 30% Zn (laton de cartucho) en la condición de recocido, y b) 60% Cu – 40% Zn (metal de Muntz) en la condición de laminado en caliente.
5. Como se puede evitar la fragilidad del cobre ETP? (de dos modelos)
6. Que elemento aleante y en qué cantidad (% peso) es necesario para hacer un acero inoxidable “sin oxidar”.
7. ¿Cuál es el lazo gamma en el diagrama de fases Fe-Cr? Es el cromo un elemento estabilizante de la ferrita o austenita? Explique la razón de su respuesta.
8. Que hace posible que un acero inoxidable austenitico pueda tener una estructura austenitiva a temperatura ambiente.

Conclusiones

Anexos

Referencias bibliográficas

INTRODUCCIÓN

La presente investigación referida a la catedra esta nutrida de diferentes puntos importantes a manera de introducción para conocer de raíz lo que significa corrosión y desgaste y lo todo lo que engloba este fenómeno.

Se conoce la amplitud del tema, algunas de las incógnitas inducidas son: mecanismos de endurecimiento, factores que pueden causar fallas en las predicciones del uso de materiales, porcentajes para la creación de acero inoxidable, descripciones o características de materiales comúnmente utilizados en la industria, además se hará un zoom en el principio de esta historia química basada en la solidificación, nucleación e energías involucradas. En prácticamente todos los metales y aleaciones, así como en muchos semiconductores, compuestos, cerámicos y polímeros, el material en algún momento de su procesamiento es líquido. El Iíquido se solidifica al enfriarse por debajo de su temperatura de solidificación. El material puede ser utilizado tal y como se solidificó o puede ser procesado posteriormente mediante trabajo mecánico o tratamiento térmico. Las estructuras producidas durante la solidificación afectan las propiedades mecánicas e influyen sobre el tipo de procesamiento posterior. En particular, se puede controlar la forma y el tamaño de los granos mediante la solidificación. Durante la solidificación, el arreglo atómico cambia de un orden de corto alcance a un orden de largo alcance, es decir, a una estructura cristalina. La solidificación requiere de dos pasos: nucleación y crecimiento. La nucleación ocurre cuando se forma una pequeña porción sólida dentro del líquido. El crecimiento del núcleo ocurre cuando los átomos del líquido se van uniendo al sólido hasta que se acabe el Iíquido.

CONTENIDO

1. Describe y dibuja el procesó de solidificación de un metal puro, en termino de nucleación y crecimientos de cristales

En prácticamente todos los metales y aleaciones, así como en muchos semiconductores, compuestos, cerámicos y polímeros, el material en algún momento de su procesamiento es líquido. El líquido se solidifica al enfriarse por debajo de su temperatura de solidificación. Las estructuras producidas durante la solidificación afectan las propiedades mecánicas e influyen sobre el tipo de procesamiento posterior. En particular, se puede controlar la forma y el tamaño de los granos mediante la solidificación.

En general, la solidificación de un metal o aleación puede dividirse en las siguientes etapas:

1. Formación de núcleos estables en el fundido (nucleación) la cual corresponde a la figura 1a.
2. Crecimiento del núcleo hasta dar origen a cristales figura 1b, y a la formación de una estructura granular figura 1c.

La nucleación ocurre cuando se forma una pequeña porción sólida dentro del líquido mientras que el crecimiento del núcleo ocurre cuando los átomos del líquido se van uniendo al sólido hasta que se acabe el Iíquido.

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1.                      b.                        c.

Fuente: Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales por William Smith.

Figura 1. Representación esquemática de diversas etapas en la solidificación de metales: a. formación del núcleo, b. crecimiento del núcleo hasta formar cristales y c. agregación de cristales hasta formar granos y límites de granos asociados.

A manera de anexo, la figura 2 muestra el aspecto de algunos granos formados por solidificación de una aleación de titanio. El aspecto que cada grano adquiere después de la solidificación del metal depende de varios factores, de entre los que son importantes los gradientes térmicos. Los granos que se muestran en la figura 2 son equivalentes, ya que su crecimiento ha sido igual en todas las direcciones.

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Fuente: Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales por William Smith.

Figura 2. Conjunto de granos integrantes de un lingote de aleación de titanio fundido. El agrupamiento ha preservado las facetas de unión de los granos individuales de la estructura original de la fundición. (Según W. Rostokar y J. R. Dvorak, Interpretation of Metallographic Structures, Academic, 1965. Pag 7.)

1. Describe el proceso de nucleación homogénea para la solidificación de un metal puro

Los dos mecanismos principales por los que acontece la nucleación de partículas sólidas es un metal puro liquido son: nucleación homogénea y nucleación heterogénea.

Nucleación homogénea. Se considera en primer lugar la nucleación homogénea porque es el caso más simple de nucleación, la misma se da en el líquido fundido cuando el metal proporciona por sí mismo los átomos para formar los núcleos. Consideremos el caso de un metal puro solidificándose. Cuando se enfría un metal liquido puro por debajo de su temperatura de equilibrio de solidificación en un grado suficiente, se crean numerosos núcleos homogéneos por movimiento lento de los átomos que se mantienen juntos. La nucleación homogénea requiere habitualmente un elevado grado de subenfriamiento que puede llegar a ser de varios cientos de grados centígrados para algunos metales (Tabla 1.). Para que el núcleo estable pueda transformarse en un cristal debe alcanzar un tamaño crítico. Un conglomerado de átomos enlazados entre si menor que el tamaño critico se llama embrión, y otro que sea mayor que el tamaño critico se llama núcleo. Debido a su inestabilidad, los embriones se están formando y redisolviendo constantemente en el metal fundido debido a la agitación de los átomos.

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Fuente: B. Chalmans “Solidification of Metals”, Wiley 1964.

Tabla 1. Valores del punto de congelación, calor de solidificación, energía superficial y máximo subenfriamiento para algunos metales.

1. En la solidificación de un metal puro. ¿Cuáles son las dos energías involucradas en la transformación? Ilustre gráficamente los cambios de energía asociados con la formación del núcleo estable durante la solidificación

En la nucleación homogénea de un metal puro en proceso de solidificación deben considerarse dos tipos de cambios de energía: 1. La energía libre volumétrica (o global) liberada por la transformación de líquido a sólido y 2. La energía libre superficial requerida para formar las nuevas superficies solidas de las partículas solidificadas.

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