Análisis metalografico

7/17/2019 Anlisis metalografico

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LA REGION CENTRODE COAHUILA

Unidad iii

Deformacion cristalina y estructural del material

Temas

An!lisis metalo"r!#co An!lisis de ensayos destructi$os

%AESTRO in"& 'os( Alfredo camac)o Garc*a

%ATERIA ensayos destructi$os

ALU%NO 'UAN ANTONIO LICEA %EDRANO

GRU+O I%I ,C


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Anlisis metalografco

La metalo"raf*a es la disci-lina .ue estudia microsc/-icamente lascaracter*sticas estructurales de un metal o de una aleaci/n& Sin duda0 el

microsco-io es la )erramienta m!s im-ortante del metalur"ista tanto desde el-unto de $ista cient*#co como desde el t(cnico& Es -osi1le determinar eltama2o de "rano0 forma y distri1uci/n de $arias fases e inclusiones .ue tienen"ran efecto so1re las -ro-iedades mec!nicas del metal& La microestructurare$elar! el tratamiento mec!nico y t(rmico del metal y0 1a3o un con3unto decondiciones dadas0 -odr! -redecirse su com-ortamiento es-erado&

4REVE DESCRI+CI5N DE CADA UNO DE LOS AN6LISIS %ETALOGR67ICOS&

8 %icrosco-ia electr/nica de 1arrido an!lisis microestructural0 estudios desu-er#cies de fractura0 microan!lisis .u*mico de EDS0 estudiosde -orosidad0entre otros&

8 %icrosco-ia /-tica an!lisis microestructural0 estudios de metalo"raf*acuantitati$a determinaci/n de tama2o de "rano austen*tico0 cantidad de fases0clasi#caci/n de inclusiones0 y cantidad de -orosidad&

8 %icrosco-ia electr/nica de transmisi/n es un microsco-io .ue utili9a un )a9de electrones -ara $isuali9ar un o13eto0 de1ido a .ue la -otencia am-li#cadorade un microsco-io /-tico est! limitada -or la lon"itud de onda de la lu9 $isi1le&Lo caracter*stico de este microsco-io es el uso de una muestra ultra #na y .uela ima"en se o1ten"a de los electrones .ue atra$iesan la muestra&

La e:-eriencia )a demostrado .ue el (:ito en el estudio microsc/-ico de-ende

en muc)o del cuidado .ue se ten"a -ara -re-arar la muestra& El microsco-iom!s costoso no re$elar! la estructura de una muestra .ue )aya sido -re-aradaen forma de#ciente& El -rocedimiento .ue se si"ue en la -re-araci/n de unamuestra es com-arati$amente sencillo y re.uiere de una t(cnica desarrolladas/lo des-u(s de -r!ctica constante& El ;ltimo o13eti$o es o1tener unasu-er#cie -lana0 sin rayaduras0 seme3ante a un es-e3o& Las eta-as necesarias-ara -re-arar adecuadamente una muestra metalo"raf*ca& +ara esto se -ens/en reali9ar una -r!ctica en la cual -udi(ramos o1ser$ar una -ie9a cuyas


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caracter*sticas fueran conocidas y as* )acer la -rue1a de com-ro1aci/n de los"ranos de la muestra en este caso fue un acero A cuyo -rocedimiento see:-lican a continuaci/n

TA%A?O DE GRANO

El tama2o de "rano tiene un nota1le efecto en las -ro-iedades mec!nicas delmetal& Los efectos del crecimiento de "rano -ro$ocados -or el tratamientot(rmico son f!cilmente -redeci1les& La tem-eratura0 los elementos aleantes yel tiem-o de im-re"naci/n t(rmica afectan el tama2o del "rano&

En metales0 -or lo "eneral0 es -referi1le un tama2o de "rano -e.ue2o .ue uno"rande& Los metales de "rano -e.ue2o tienen mayor resistencia a la tracci/n0mayor dure9a y se distorsionan menos durante el tem-le0 as* como tam1i(nson menos susce-ti1les al a"rietamiento& El "rano #no es me3or -ara)erramientas y dados& Sin em1ar"o0 en los aceros el "rano "rueso incrementala endureci1ilidad0 la cual es desea1le a menudo -ara la car1uri9aci/n ytam1i(n -ara el acero .ue se someter! a lar"os -rocesos de tra1a3o en fr*o&

Todos los metales e:-erimentan crecimiento de "rano a altas tem-eraturas&Sin em1ar"o0 e:isten al"unos aceros .ue -ueden alcan9ar tem-eraturasrelati$amente altas @alrededor de B 7 o B, C con muy -oco crecimientode "rano0 -ero conforme aumenta la tem-eratura0 e:iste un r!-ido crecimientode "rano& Estos aceros se conocen como aceros de "rano #no& En un mismoacero -uede -roducirse una "ama am-lia de tama2os de "rano&

CLASI7ICACI5N DE LOS TA%A?OS DE GRANO&

E:isten di$ersos m(todos -ara determinar el tama2o de "rano0 como se $en enun microsco-io& El m(todo .ue se e:-lica a.u* es el .ue utili9a con frecuencialos fa1ricantes& El tama2o de "rano se determina -or medio de la cuenta de los"ranos en cada -ul"ada cuadrada 1a3o un aumento de F& La #"ura A es unacarta .ue re-resenta el tama2o real de los "ranos tal como a-arece cuando seaumenta su tama2o F& El tama2o de "rano es-eci#cado es -or lo "eneral0


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el tama2o de "rano austen*tico& Un acero .ue se tem-le a-ro-iadamente de1ee:)i1ir un "rano #no&

EFA%EN %ICROSC5+ICO DE LOS %ETALES

Los detalles de la estructura de los metales no son f!cilmente $isi1les0 -ero lasestructuras de "rano de los metales -ueden $erse con un microsco-io& Lascaracter*sticas del metal0 el tama2o de "rano y el contenido de car1ono-ueden determinarse estudiando la micro"raf*a&


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El -orcenta3e a-ro:imado de car1/n -uede estimarse -or medio de -orcenta3ede -erlita @9onas oscuras en los aceros al car1ono recocidos& +ara este-ro-/sito0 se utili9an un microsco-io metal;r"ico y t(cnicas asociadas de fotomicrosco-ia& El microsco-io metal;r"ico de lu9 ree3ada es similar a a.uellosutili9ados -ara otros -ro-/sitos0 e:ce-to .ue contiene un sistema deiluminaci/n dentro del sistema de lentes -ara -ro$eer iluminaci/n $ertical&

Al"unos microsco-ios tam1i(n tienen un ret*culo y una escala microm(trica-ara medir la ima"en aumentada& Otro ret*culo .ue se utili9a contiene losdiferentes tama2os de "rano a aumentos de F y se utili9a -ara com-arar omedir el tama2o de "rano relati$o& Los #ltros y -olari9adores se utili9an en lailuminaci/n o el sistema /-tico -ara reducir el 1rillo y me3orar la de#nici/n delas estructuras de "rano& En -oder de aumento del microsco-io -uededeterminarse si se multi-lica el -oder de la lente o13eti$o -or el del ocular& +ortanto0 un lente o13eti$o de F con un ocular de ,&F a"randar*a la ima"en)asta F @ di!metros&

Los microsco-ios de -latina in$ertida ofrecen un dise2o m!s moderno& En esteinstrumento la muestra se coloca 1oca a1a3o en la -latina& Se utili9a unmicrosco-io de -latina in$ertida0 3unto con una c!mara de $ideo y un monitorde TV de circuito cerrado& El -oder del microsco-io0 -ero se -ierde al"o deresoluci/n& La mayor $enta3a de este arre"lo se o1tiene en la $isuali9aci/n de"ru-o& Los instrumentos de metalo"raf*a tam1i(n -ermiten un o1ser$aci/n en"ru-o del aumento metal;r"ico& La ima"en se -royecta so1re una -antalla de

1rillo mate& En los "randes la1oratorios metal;r"icos se utili9an modelos de"ran tama2o& %uc)os instrumentos metalo"r!#cos tienen la ca-acidad de-roducir microfoto"raf*as de color instant!neas o est!ndar& +ara o1tenerfoto"raf*as e:isten ada-tadores -ara la mayor*a de los microsco-ios& Losaca-aradores de man"a sencilla -ueden utili9arse con una c!mara SLR de=mm -ara la toma de foto micro"raf*as& Con este arre"lo sim-le0 el o1turadorse a1re y se -ermite la entrada de la lu9 durante -ocos se"undos @> a B


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se"undos con una -el*cula +anatomic


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Los "ranos y otras caracter*sticas de los metales no -ueden $erse al menos.ue la muestra se des1aste y se -ula -ara eliminar las ralladuras& Se utili9andiferentes m(todos de -ulido tales como el electrol*tico0 el rotatorio o el de$i1raci/n&

El -rocedimiento m!s com;n consiste en des1astar -rimero la su-er#cie de lamuestra en una li3adora de la 1anda y lue"o a mano con -a-el a1rasi$o de$arios "rados0 desde el n;mero de -art*cula de , )asta de >&

-Pulido intermedio.

La muestra se -ule so1re una serie de )o3as de esmeril o li3a con a1rasi$os m!s#nos0 sucesi$amente&

El -rimer -a-el es "eneralmente no& 0 lue"o K0 ,K0 =K y #nalmente K& +orlo "eneral0 las o-eraciones de -ulido intermedio con li3as de esmeril se )acenen secoJ sin em1ar"o0 en ciertos casos0 como el de -re-araci/n de materiales

sua$es0 se -uede usar un a1rasi$o de car1uro de silicio& Com-arado con el-a-el esmeril0 el car1uro de silicio tiene mayor ra-ide9 de remoci/n y0 como suaca1ado es a 1ase de resina0 se -uede utili9ar con un lu1ricante0 el cual im-ideel so1recalentamiento de la muestra0 minimi9a el da2o cuando los metales son1landos y tam1i(n -ro-orciona una acci/n de en3ua"ue -ara lim-iar los-roductos remo$idos de la su-er#cie de la muestra0 de modo .ue le -a-el nose ensucie&

-Pulido fno

El tiem-o utili9ado y el (:ito del -ulido #no de-enden en muc)o del cuidado-uesto durante los -asos de -ulido -re$io& La ;ltima a-ro:imaci/n a unasu-er#cie -lana li1re de ralladuras se o1tiene mediante una rueda "iratoria);meda cu1ierta con un -a2o es-ecial car"ado con -art*culas a1rasi$ascuidadosamente seleccionadas en su tama2o& E:iste "ran -osi1ilidad de


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a1rasi$os -ara efectuar el ;ltimo -ulido& En tanto .ue muc)os )ar!n un tra1a3osatisfactorio -arece )a1er -referencia -or la forma "ama del /:ido de aluminio-ara -ulir materiales ferrosos y de los 1asados en co1re0 y /:ido de serio -ara-ulir aluminio0 ma"nesio y sus aleaciones& Otros a1rasi$os -ara -ulido #nal .uese em-lean a menudo son la -asta de diamante0 /:ido de cromo y /:ido de

ma"nesio&

La selecci/n de un -a2o -ara -ulir de-ende del material .ue $aya a -ulirse y el-ro-/sito del estudio metalo"r!#co& Se -ueden encontrar -a2os de lanilla o-elillo $aria1le0 desde a.uellos .ue no tienen -elillo @como la seda )astaa.uellos de -elillo intermedio @como -a2o de anc)o0 -a2o de 1illar y lonillaadem!s de a.uellos de -elillo -rofundo @como el tercio-elo& Tam1i(n se-ueden encontrar -a2os sint(ticos -ara -ulir con #nes de -ulido "eneral0 de loscuales el "amal y el micro -a2o son los .ue se utili9an m!s am-liamente& Una

muestra -ulida en forma de cuadro mostrar! ;nicamente las inclusiones nomet!licasJ adem!s0 estar! li1re de ralladuras&

ATAQUE QUMIC !E "A MUE#T$A

El -ro-/sito del ata.ue .u*mico es )acer $isi1les las caracter*sticasestructurales del metal o aleaci/n& El -roceso de1e ser tal .ue .uedenclaramente diferenciadas las -artes de la micro estructura& Esto se lo"ra

mediante un reacti$o a-ro-iado .ue somete a la su-er#cie -ulida a una acci/n.u*mica& Los reacti$os .ue se sutili9an consisten en !cidos or"!nicos oinor"!nicos y el !lcalis disueltos en alco)ol0 a"ua u otros sol$entes& En la ta1la.ue se muestra a continuaci/n se o1ser$an los reacti$os m!s comunes&

Las muestras -ueden a)ora atacarse durante el tiem-o necesariosumer"i(ndolas 1oca a1a3o en una soluci/n contenida en una ca3a de +etri& Unm(todo o-cional consiste en a-licar el reacti$o con un "otero -ara o3os& Si eltiem-o de ata.ue es demasiado corto0 la muestra .uedar! su1atacada y los

l*mites de "rano y otras con#"uraciones se $er!n des$anecidos e indistintoscuando se o1ser$en en el microsco-io& Si el tiem-o de ata.ue es demasiadolar"o0 la muestra se so1re atacar! y .uedar! muy o1scura0 mostrando coloresno usuales& El tiem-o de ata.ue de1e controlarse muy cuidadosamente&


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La acci/n del ata.ue se detiene al colocar la muestra 1a3o una corriente dea"ua& L*m-iese la muestra con alco)ol y utilice una secadora de -elo -araterminar de secarla& Cu*dese de no frotar la muestra -ulida y atacada conal"una tela o con los dedos0 -or.ue esto altera la condici/n su-er#cial delmetal&

METALE

S

REACTIV

O

COMPOSICIO

NOBSERVACIONES

Hierro y

acero al

carbono

Nital

2 a 5% de

cido n!trico en

alco"ol#et!lico$

Obc&rece la 'erlita en acero al carbono

(i)erencia la 'erlita de la #artenita* re+ela lo

l!#ite de ,rano de la )errita- #&etra la

'ro)&ndidad del n.cleo en lo acero nitr&rado$

Tie#'o* 5 a /0 e,&ndo

Picral 1 , de cido '!crico en 00 #l de

alco"ol #et!lico$

Para

acero al

carb3n y

de ba4aaleaci3n

e tan

b&eno

co#o el

nital 'ara

re+elar

lo l!#ite

de ,rano

de la

)errita$

Tie#'o 5

a 20

e,&ndo

$


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cidoclor"!drico y

cido '!crico$

5 , de cido clor"!drico y , de cido

'!crico$ En 00#l de alco"ol #et!lico$

Re+ela

lo

,rano de

a&tenita

en lo

acero

te#'lado

y en lo

te#'lado

y

re+enido

$

Microscopio%El -aso #nal es $er la muestra al microsco-io0 inter-retar lo .uese o1ser$a0 com-arar y documentar los resultados

ESTRUCTURAS CRISTALINAS

ORDENA%IENTOS


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7IGURA Los ni$elesdel arre"lo at/micoen los materiales @alos "ases inertes notienen un ordenre"ular en sus!tomos& @10 cAl"unos materiales0incluyendo el $a-orde a"ua y el $idrio0tienen orden en unadistancia muy corta&@d Los metales ymuc)os otros s/lidostienen un ordenre"ular de los !tomos.ue se e:tiende -ortodo del material&

Estructura Cristalina se re#ere al tama2o0la forma y la or"ani9aci/n at/mica dentrode la red de un material&

Red Con3unto de -untos0 conocidos como-untos de red0 .ue estan ordenados deacuerdo a un -atron .ue se re-ite en formaidentica&

+untos de Red +untos .ue conforman la

red cristalina& Lo .ue rodea a cada -unto dered es identico en cual.uier otra -arte delmaterial&

Celda Unitaria es la su1di$ision de la redcristalina .ue si"ue conser$ando lascaracterisiticas "enerales de toda la red&


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Redes es-aciales de4ra$ais

celdas unidad

est!ndar -uedendescri1ir todas lasunidades reticulares-osi1les de -untose.ui$alentes en unared tridimensional&Laestructura cristalinase es-eci#caindicando laadecuada malla de4ra$ais y las-osiciones de los

!tomos en la celdaunitaria&

+arametro de Red Lon"itudes de loslados de las celdasunitarias y los!n"ulos entre estoslados&

Numero deCoordinacion el

numero de atomos.ue tocan a otro en-articular0 es decir elnumero de $ecinosmas cercanos0 indica.ue tanestrec)amente estanem-a.uetados losatomos&

Estructura c&'ica centrada

7ormada -or un !tomo del metal en cadauno de los $(rtices de un cu1o y un !tomoen el centro& Los metales .ue cristali9an enesta estructura son )ierro alfa0 titanio0tun"steno0 moli1deno0 nio1io0 $anadio0cromo0 circonio0 talio0 sodio y -otasio&


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Estructura c&'ica centrada en elcuerpo

Cada !tomo de la estructura0 est! rodeado

-or oc)o !tomos adyacentes y los !tomosde los $(rtices est!n en contacto se";n lasdia"onales del cu1o

Estructura c;1ica centrada en las caras

Cada !tomo est! rodeado -or doce !tomosadyacentes y los !tomos de las caras est!nen contacto& Est! constituida -or un !tomoen cada $(rtice y un !tomo en cada caradel cu1o& Los metales .ue cristali9an enesta estructura son )ierro "ama0 co1re0-lata0 -latino0 oro0 -lomo y n*.uel&

Estructura (e)agonal compacta

Esta estructura est! determinada -or un!tomo en cada uno de los $(rtices de un-risma )e:a"onal0 un !tomo en las 1asesdel -risma y tres !tomos dentro de la celdaunitaria&Cada !tomo est! rodeado -or doce !tomos

y estos est!n en contacto se";n los ladosde los )e:!"onos 1ases del -risma)e:a"onal&Los metales .ue cristali9an en esta formade estructura son titanio0 ma"nesio0 cinc01erilio0 co1alto0 circonio y cadmio&

IMPE$*ECCI+E# E+ "A# $E!E# C$I#TA"I+A#%

Las im-erfecciones se encuentran dentro de la 9ona de ordenamiento de lar"oalcance @"rano y se clasi#can de la si"uiente manera

!E*ECT# PU+TUA"E#@-untos defectuosos

Defectos -untuales Los defectos -untuales son discontinuidades de la red .uein$olucran uno o .ui9! $arios !tomos& Estos defectos o im-erfecciones00-ueden ser "enerados en el material mediante el mo$imiento de los !tomos al


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"anar ener"*a -or calentamientoJ durante el -rocesamiento del materialJmediante la introducci/n de im-ure9asJ o intencionalmente a tra$(s de lasaleaciones&

,uecos% Un Hueco se -roduce cuando falta un !tomo en un sitio normal& Las$acancias se crean en el cristal durante la solidi#caci/n a altas tem-eraturas o

como consecuencia de da2os -or radiaci/n& A tem-eratura am1iente a-arecenmuy -ocas $acancias0 -ero (stas se incrementan de manera e:-onencialconforme se aumenta la tem-eratura&

!eectos intersticiales%Se forma un defecto intersticial cuando se inserta un!tomo adicional en una -osici/n normalmente desocu-ada dentro de laestructura cristalina& Los !tomos intersticiales0 aun.ue muc)o m!s -e.ue2os.ue los !tomos locali9ados en los -untos de la red0 a;n as* son mayores .ue lossitios intersticiales .ue ocu-anJ en consecuencia0 la red circundante a-arececom-rimida y distorsionada& Los !tomos intersticiales como el )idr/"eno amenudo est!n -resentes en forma de im-ure9asJ los !tomos de car1ono sea"re"an al )ierro -ara -roducir acero& Una $e9 dentro del material0 el n;merode !tomos intersticiales en la estructura se mantiene casi constante0 incluso alcam1iar la tem-eratura&

!eectos sustitucionales%Se crea un defecto sustitucional cuando serem-la9a un !tomo -or otro de un ti-o distinto& El !tomo sustitucional-ermanece en la -osici/n ori"inal& Cuando estos !tomos son mayores .ue losnormales de la red0 los !tomos circundantes se com-rimenJ si son m!s-e.ue2os0 los !tomos circundantes .uedan en tensi/n& En cual.uier caso0 eldefecto sustitucional distorsiona la red circundante& I"ualmente0 se -uedeencontrar el defecto sustitucional como una im-ure9a o como un elemento

aleante a"re"ado deli1eradamente y0 una $e9 introducido0 el n;mero dedefectos es relati$amente inde-endiente de la tem-eratura&

IMP$TA+CIA !E "# !E*ECT# PU+TUA"E#%Los defectos -untualesalteran el arre"lo -erfecto de los !tomos circundantes0 distorsionando la red alo lar"o de .ui9!s cientos de es-aciamientos at/micos0 a -artir del defecto&Una dislocaci/n .ue se mue$a a tra$(s de las cercan*as "enerales de undefecto -untual encuentra una red en la cual los !tomos no est!n en sus-osiciones de e.uili1rio& Esta alteraci/n re.uiere .ue se a-li.ue un esfuer9om!s alto -ara o1li"ar a .ue la dislocaci/n $en9a al defecto0 increment!ndoseas* la resistencia del material&

!E*ECT# "I+EA"E#@dislocaciones

!eectos "ineales@ Dislocaciones

Las dislocaciones son im-erfecciones lineales en una red .ue de otra formaser*a -erfecta& Generalmente se introducen en la red durante el -roceso desolidi#caci/n del material o al deformarlo& Aun.ue en todos los materiales )ay


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dislocaciones -resentes0 incluyendo los materiales cer!micos y los -ol*meros0son de -articular utilidad -ara e:-licar la deformaci/n y el endurecimiento delos metales& +odemos identi#car dos ti-os de dislocaciones la dislocaci/n detornillo y la dislocaci/n de 1orde&

!islocacin de tornillo

La dislocaci/n de tornillo se -uede ilustrar )aciendo un corte -arcial a tra$(sde un cristal -erfecto0 torci(ndolo y des-la9ando un lado del corte so1re el otrola distancia de un !tomo&

!islocaciones de 'orde%

Una dislocaci/n de 1orde se -uede ilustrar )aciendo un corte -arcial a tra$(sde un cristal -erfecto0 se-ar!ndolo y rellenando -arcialmente el corte con un-lano de !tomos adicional& El 1orde inferior de este -lano adicional re-resentala dislocaci/n de 1orde&

!islocaciones mi)tas%

Las dislocaciones mi:tas tienen com-onentes tanto de 1orde como de tornillo0con una re"i/n de transici/n entre am1as& El $ector de 4ur"ers0 sin em1ar"o0se conser$a i"ual -ara todas las -orciones de la dislocaci/n mi:ta&

IMP$TA+CIA !E "A# !I#"CACI+E#%

Aun.ue en al"unos materiales cer!micos y -ol*meros -uede ocurrirdesli9amiento0 el -roceso de desli9amiento es de -articular utilidad -araentender el com-ortamiento mec!nico de los metales&

En -rimer t(rmino0 el desli9amiento e:-lica -or .u( la resistencia de losmetales es muc)o menor .ue el $alor -redeci1le a -artir del enlace met!lico&Si ocurre el desli9amiento0 s/lo es necesario .ue se rom-a en al";n momentouna -e.ue2a fracci/n de todas las uniones met!licas a tra$(s de la interfase0-or lo .ue la fuer9a re.uerida -ara deformar el metal resulta -e.ue2a&


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Se"undo0 el desli9amiento le da ductilidad a los metales& Si no )aydislocaciones -resentes0 una 1arra de )ierro ser*a fr!"ilJ los metales no -odr*anser conformados utili9ando los di$ersos -rocesos0 .ue in$olucran ladeformaci/n -ara o1tener formas ;tiles0 como la for3a&

En tercer lu"ar0 controlamos las -ro-iedades mec!nicas de un metal o aleaci/n

al interferir el mo$imiento de las dislocaciones& Un o1st!culo introducido en elcristal im-edir! .ue en una dislocaci/n se deslice0 a menos .ue a-li.uemosmayor fuer9a& Si es necesario a-licar una fuer9a su-erior0 entonces el metalresulta ser m!s resistente& Estos o1st!culos -ueden ser defectos -untuales o1orde de "rano&

En cuarto lu"ar0 se -uede -re$enir el desli9amiento de las dislocacionesac)icando el tama2o de "rano o introduciendo !tomos de diferente tama2o0.ue son las aleaciones&

En los materiales se encuentran enormes cantidades de dislocaciones& Ladensidad de dislocaciones0 o la lon"itud total de dislocaciones -or unidad de$olumen0 "eneralmente se utili9a -ara re-resentar la cantidad de dislocaciones-resentes& Densidades de dislocaci/n de cmKcm= son t*-icas en losmetales m!s sua$es0 en tanto .ue se -ueden conse"uir densidades de )asta


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reducir la su-er#cie res-ecto al $olumen0 esto "eom(tricamente corres-onde auna esfera&

C$I#TA"I/ACI+

El crecimiento de los cristales .ue se inicia en los centros on;cleos de cristali9aci/n en el metal l*.uido0 no -uede seruniforme a causa de los diferentes factores de lacom-osici/n del metal0 la $elocidad de enfriamiento y lasinterferencias .ue se -roducen entre ellos mismos duranteel -roceso de crecimiento&

"IMITE# !E 0$A+%

La microestructura de la mayor -arte de los materiales est! formada -ormuc)os "ranos& Un "rano es una -orci/n del material dentro del cual el arre"lo

at/mico es id(ntico& Sin em1ar"o0 la orientaci/n del arre"lo at/mico0 o de laestructura cristalina0 es distinta -ara cada "rano& En la #"ura se muestran demanera es.uem!tica tres "ranosJ la red de cada uno de ellos es id(ntica -eroest!n orientados de manera distinta& La frontera de "rano0 .ue es la su-er#cie.ue se-ara los "ranos0 es una 9ona estrec)a en la cual los !tomos no est!ncorrectamente es-aciados& Esto .uiere decir .ue0 en al"unos sitios0 los !tomosest!n tan cerca unos de otros en la frontera de "rano .ue crean una re"i/n decom-resi/n y en otras !reas est!n tan ale3ados .ue crean una re"i/n detensi/n&

7IGURA Los !tomos cerca de las fronteras de los tres "ranos no tienen unes-aciamiento o arre"lo de e.uili1rio&

Un m(todo -ara controlar las -ro-iedades de un material es controlando eltama2o de los "ranos& Reduciendo el tama2o de (stos se incrementa sun;mero y0 -or tanto0 aumenta la cantidad de fronteras de "rano& Cual.uierdislocaci/n se mo$er! solamente una distancia corta antes de encontrar unafrontera de "rano0 incrementando as* la resistencia del metal& Se -uede


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relacionar el tama2o de "rano con el tensi/n de uencia del material& Loslimites de "rano tienen una inuencia im-ortante so1re las -ro-iedades delmetal0 su numero y tama2o esta en funcion de la tasa de nucleacion y losindices de crecimiento de este& Una $e9 .ue el metal se )a solidi#cado0 se-uede modi#car el tama2o y numero de "ranos0 ya sea -or deformacion otratamiento termico0 lo cual -ermitira .ue sus -ro-iedades mecanicas $arien

considera1lemente0 la si"uiente ecuacion muestra su inuencia en el esfuer9ode cedencia

P Q P,K D < ,

Donde es el esfuer9o de CedenciaJ P y P, ctes del %aterialJ D es eltama2o del Grano

E+*$IAMIE+T#%

!E "# META"E# PU$#%

Los metales -uros y los Eutecticos0 solidi#can a tem-eratura constante0 lasolidi#cacion se inicia cunado el metal li.uido se enfria )asta su -unto desolidi#cacion0 lue"o la tem-eratura se mantiene uniforme )asta .ue lasolidi#cacion concluye0 mientras esta transformacion ocurre el calor latente desolidi#cacion .ue des-rende el metal0 mantiene la tem-eratura constante& Sieste se enfriase en com-leta uniformidad y estu$iese e:ento de im-ure9as decual.uier indole0 -odria "enerarse una cristali9acion a -artir de cristales al a9ardentro del li.uido@Nucleacion


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!E A"EACI+E#%

Se necesitan dos condiciones -ara el crecimiento del s/lido -rimero0.ue elcrecimiento re.uiere .ue el calor latente de fusi/n0 .ue se disi-a durante lasolidi#caci/n del l*.uido0 sea eliminado de la interfase s/lido l*.uido& Se"undo0y a diferencia de los metales -uros0 de1e ocurrir la difusi/n tal de manera .ue

durante el enfriamiento las com-osiciones de las fases s/lida y l*.uida si"an lascur$as de s/lidus y de l*.uidus& El calor latente de fusi/n es eliminado a lo lar"ode un ran"o de tem-eraturas0 y as* a cur$a de enfriamiento muestra un cam1ioen -endiente0 en $e9 de una meseta -lana& +ara -oder conse"uir estaestructura #nal en e.uili1rio0 la $elocidad de enfriamiento de1e sere:tremadamente lenta& De1e -ermitirse el tiem-o su#ciente -ara .ue los!tomos de -rimero y el se"undo se difundan y -rodu9can las com-osicionese.uili1radas& En la mayor -arte de las situaciones -r!cticas0 la $elocidad deenfriamiento es demasiado r!-ida -ara -ermitir este e.uili1rio&


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P"I*$MI#M 1 A"ET$PIA%

Elementos y com-uestos .ue tienen diferentes estructuras cristalinas endistintos ran"os o condiciones de tem-eratura y -resi/n0 esto se de1e a uncam1io en el ti-o de cristal .ue forman los !tomos&

Caso HIERRO @tratamiento t(rmico& Este material cam1ia su arre"lo at/micoentre CCaC a CCC y su numero de coordinaci/n cam1ia de , y B& Esto ocurre a C& Su tem-eratura de fusi/n es a C&

El caso del car1ono0 .ue -ermite .ue Haya dos estructuras diferentes0 como esel caso del car1/n y del diamante

La im-ortancia de esto es .ue si el )ierro es calentado0 cam1ia dr!sticamentesu $olumen0 ac)ic!ndose&

Otros E3s& A9ufre0 Esta2o0 Cloruro de cesio0 Sulfuro de 9inc

Com-araci/n e:-ansi/n s/lidos -olimorfos y no -olimorfos &


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Análisis metalografico

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