Deformación plástica Sistema de deslizamiento en las estructuras cristalinas principales
Enviado por Derek Diaz • 23 de Abril de 2017 • Ensayos • 2.106 Palabras (9 Páginas) • 329 Visitas
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para la Educación Superior
Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre
Vice-Rectorado “Luis Caballero Mejías” núcleo Charallave
Charallave – Edo Miranda
Metalurgia Física
[pic 1]
Alumno:
- Derek Díaz
C.I: 24697563
Exp: 2011207150
02/2017
Tabla de Contenido
Sistema de deslizamiento en las estructuras cristalinas principales.
Esfuerzo sobre dislocaciones.
Esfuerzo entre dislocaciones.
Movimiento de dislocaciones.
Interacción entre dislocaciones y defectos puntales.
Bordes de grano.
Energía y tensión superficial en los límites de grano.
Sistema de deslizamiento en estructuras cristalinas
Un sistema de deslizamiento es la combinación de un plano y una dirección que se halla sobre el plano a lo largo del cual se produce el deslizamiento.
El mecanismo de deslizamiento puede definirse como el movimiento paralelo de dos regiones cristalinas adyacentes, una con respecto a la otra, a través de algún plano (o planos) en la siguiente figura se muestra un modelo esquemático de mecanismo de deslizamiento.
[pic 2]
Dependiendo del tipo de red, diferentes sistemas de deslizamiento están presentes en el material. Más específicamente, el deslizamiento ocurre entre los planos que tienen el menor vector de Burgers. Con una gran densidad atómica y separación interplanar.
Sistemas de deslizamiento
Un sistema de deslizamiento está definido por la combinación de un plano que se desliza y la dirección en que se da su desplazamiento.
- Estructura cubica centrada en las caras (FCC)
Celda unidad de un material FCC[pic 3]
Configuración de red del plano de deslizamiento con empaquetamiento compacto de un material FCC. La flecha representa el vector de Burgers en este sistema de desplazamiento de dislocaciones.
El deslizamiento en cristales cúbicos con centro en las caras ocurre en un plano de empaquetamiento compacto, el cual es del tipo {111} y se da en una dirección <110>. En el diagrama, el plano específico y su dirección de deslizamiento son (111) y [110] respectivamente. Dadas las permutaciones de los tipos de planos de deslizamiento y los tipos de dirección, los cristales CCC tienen 12 sistemas de deslizamiento en la red FCC, la norma del vector Burgers, b, que coincide con la mínima distancia entre dos puntos de la red, puede ser calculada usando la siguiente ecuación.
Donde a es el parámetro de la celda unidad de un material FCC.[pic 4]
- Estructura cubica centrada en el cuerpo (BCC)
[pic 5]
Celda unidad de un material BCC
Configuración de red del plano de deslizamiento en un material cubico centrado en el cuerpo. La flecha representa el vector Burgers en este sistema de desplazamiento de dislocaciones
El deslizamiento en cristales BCC ocurre también en el plano menor del vector de Burgers, sin embargo, a diferencia de los FCC, no hay auténticos planos de empaquetamiento compacto en las estructuras BCC. Por consiguiente, un sistema de deslizamiento BCC requiere calor para activarse. Algunos metales BCC pueden contener hasta 48 planos de deslizamiento. Existen seis planos de deslizamiento del tipo {110}, cada uno con direcciones <111> (12 sistemas). Además hay 24 planos{123} y doce planos {112}, cada uno con una dirección <111> (36 sistemas, haciendo un total de 48) que, aunque no tienen exactamente la misma energía de activación de los planos {110}, esta es tan cercana que se pueden aproximar como equivalentes para todos los propósitos prácticos.
Los metales elementales que se encuentran en la estructura BCC incluyen el litio, sodio, potasio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, rubidio, niobio, molibdeno, cesio, bario, tantalio, tungsteno, radio y europio. Entre los materiales compuestos con estructura cristalina BCC se encuentran los haluros de cesio a excepción del CsF.
- Empaquetamiento Hexagonal Compacto (HCP)
El deslizamiento en estos metales es mucho más limitado que en las estructuras BCC y FCC. Esto ocurre porque existen poquísimos sistemas de deslizamiento activos en estas estructuras. La consecuencia de esto es que el metal es generalmente frágil o quebradizo.
Los metales cadmio, zinc, magnesio, titanio y berilio tienen un plano de deslizamiento en {0001} y una dirección <1120>. Esto define un total de 3 sistemas de desplazamiento según la orientación. No obstante, otras combinaciones son posibles.
Se ha observado que mientras más sistemas de deslizamiento presente un cristal, más probable es que haya deslizamiento múltiple, es decir, que se active más de un sistema de deslizamiento. Cuando en un grano hay deslizamiento múltiple, el material endurece más rápidamente por deformación que cuando hay deslizamiento simple. Ello se debe a que así aumentara la probabilidad de que los planos que deslizan (propiamente las dislocaciones) se intersecten, con lo que ellas se multiplicaran y trabajaran más, endureciendo el material por deformación plástica.
Nótese que el endurecimiento por deformación de un material significa, macroscópicamente, que se requiere mayor esfuerzo para deformarlo. Cuando la deformación se produce por deslizamiento de dislocaciones, todo lo que dificulte el deslizamiento de estos defectos cristalinos se traduce en que el material endurezca por deformación.
Se ha demostrado que los materiales con más de cinco sistemas de deslizamiento no presentan problemas de incompatibilidad de deformaciones entre granos vecinos. En efecto, cuando se cumple tal condición siempre habrá en cada vecino un suficiente número de sistemas de deslizamiento activos como para contabilizar las deformaciones a cada lado de un borde de grano.
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