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Unidad I Clasifcacion de los Materiales

Clasificacin de los materiales

Los materiales se clasifican generalmente en 5 grupos que son: metales, polmeros, cermicos, semiconductores y compuestos.Esta clasificacin esmuy importante por que ayuda a generalizar y facilita la comprensin de ellos ya que se clasifican ya sea por suspropiedades o estructura.

la clasificacin de los materiales los cuales se dividen en: etales, polmeros, cermicos, semiconductores y materiales compuestosas como sus caractersticas.Elsiguiente informe es una recopilacin de informacin de diferentes li!ros y varios autores con la informacin mas detallada deltema antes mencionado.

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza, las personas utilizamos materiales

naturales con diferente origen: mineral, vegetal o animal.

A partir de rocas y minerales se obtienen los materiales deorigen mineral. Los metales, la piedra o la arena sonmateriales de origen mineral.

A partir de las plantas obtenemos los materiales deorigen vegetal. El material de origen vegetal msimportante es la madera, pero tambin existen otrosque empleamos de forma habitual, como las fibras

vegetales (algodn, lino, mimbre! o el corcho.

"tros son materiales de origen animal. #ore$emplo, el cuero o la lana que usamos en muchas

prendas de vestir, en bolsos, %apatos, etc.

Materiales sintticos: son aquellos creados por las personas a partir de materiales naturales; por ejemplo, el

hormign, el vidrio, el papel o los plsticos.

Los objetos que nos rodean estn fabricados con una gran variedad de materiales que podemos clasificar de diferentes

formas; por ejemplo, por su origen. in embargo, el criterio ms adecuado para clasificar materiales es por sus

propiedades.


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MATERIAL APLICACIONES PROPIEDADES EJEMPLOS OBTENCIN

&etal

'lips. 'uchillas.'ubiertos.Estructuras.

uen

conductor delcalor y la

electricidad.)*ctil ymaleable.

Acero.

'obre.Esta+o.Aluminio.

A partir dedeterminadosminerales.

#lstico

olgrafos.

'arcasas deelectrodomsticos.

Envases.

Ligero. &al

conductor delcalor y la

electricidad.

#-'. #E.#orexpn

(corchoblanco!.

&etacrilato.

&edianteprocesos

qumicos, apartir del

petrleo.

'ermica

y vidrio

-a$illas. Ladrillos,te$as. -entanas,

puertas. 'ristales.

)uro. /rgil.ransparente

(solo vidrio!.

Lo%a.#orcelana.

-idrio.

'ermica0 a

partir de arcillasy arenas por

moldeado ycoccin. -idrio0

se obtiene

me%clando ytratando arena,

cali%a y sosa.

"#$ %#&'()"CC%(# $L &E$:)esde la ms remota antig*edad, los seres +umanos etraen materiales de la naturaleza con el fin de aplicarlos a o!-etos querespondan a sus deseos y sus necesidades. ace miles de a/os se descu!ri que el !arro moldeado poda endurecerse mediante lacoccin. Con el tiempo se empez a tra!a-ar el vidrio y a fundir metales dando comienzo a una evolucin que +oy +a co!radodimensiones etraordinarias.El estudio y la aplicacin de los materiales involucra actualmente diferentes miradas. 0e trata, efectivamente, de una actividad en laque participan tecnlogos y cientficos provenientes de distintas disciplinas. En el desarrollo de los procesos de produccin de !ienes

y servicios +a sido fundamental la contri!ucin de la denominada ciencia y tecnologa de materiales. 0u aporte se epresa +oy tantoen la optimizacin de los materiales eistentes como en el logro de otros nuevos.


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"na de las clasificaciones usuales en esa disciplina distingue a los materiales en cuatro grupos !sicos: metales,cermicos,polmeros y compuestos. (tra clasificacin tiene en cuenta el origen de los materiales: artificiales si resultan de alg1nproceso de transformacin y naturales si se encuentran directamente en el medio

1. CLASIFICACIN DE LOS MATERIALES:

2odemos clasificar los materiales en dos grupos: materias primas y materiales de uso t3cnico. $

continuacin vemos un cuadro en el que se eplica cada uno de ellos:


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MATERIAS PRIMAS

Definicin 0on todos aquellos materiales quepodemos encontrar en la naturaleza.

Clasificacin

ateriaprima vee!al

4r!ol, algodn,lino

ateriaprimaani"al

Lana, seda, piel

ateriaprima"ine#al

'ocas, arcilla,arena

MATERIALES DE $SO T%CNICO

Definicin $quellos con los que se puede fa!ricardirectamente un o!-eto tecnolgico

Clasificacin

aterial usot3cnico'nic&

adera, +ilo decoser, ovillo delana, cuero.

aterial usot3cnico"e!'lic& (ro, co!re, acero,!ronce, plata.

aterial usot3cnico()!#e& &ce#'"ic&

Lmina demrmol o depizarra, cemento,vidrio.

aterial usot3cnicosin!)!ic&

2lstico.


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Unidad II ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS MATERIALES


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!structura cristalina

La es!#*c!*#a c#is!alinaes la forma slidade cmo se ordenan y empaquetan lostomos, mol3culas, o iones. Estos son empaquetadosde manera ordenada y con patrones de repeticin que se etienden en las tres dimensiones del espacio. Lacristalografaes el estudiocientfico de los cristales y su formacin.

El estado cristalino de la materiaes el de mayor orden, es decir, donde las correlaciones internas son mayores. Esto se refle-a en suspropiedades antrpicas y discontinuas. 0uelen aparecer como entidades puras,+omog3neasy con formas geom3tricas definidas +!ito6cuando estn !ien formados. #o o!stante, su morfologa eterna no es suficiente para evaluar la denominada cristalinidadde un material.

!structura

0i nos fi-amos con detenimiento, en estos grficos eiste siempre una fraccin de los mismos que se repite. $simismo,los cristales,tomos, ioneso mol3culasse empaquetan y dan lugar a motivos que se repiten del orden de 74ngstrom8 79;cm< a esta

repetitividad, en tres dimensiones,la denominamos red cristalina. El con-unto que se repite, por translacinordenada, genera toda la redtodo el cristal6 y la denominamos unidad elemental ocelda unidad.
http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_homog%C3%A9neohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_homog%C3%A9neohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_homog%C3%A9neohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cristalinidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81ngstromhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81ngstromhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tres_dimensioneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Tres_dimensioneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Red_cristalinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Translaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_unidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_unidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_homog%C3%A9neohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cristalinidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81ngstromhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tres_dimensioneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Red_cristalinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Translaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Celda_unidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido


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"iferencia entre vidrios # cristales

En ocasiones la repetitividad se rompe o no es eacta, y esto diferencia los vidriosy los cristales,los vidrios generalmente se denominanmateriales amorfos desordenados o poco ordenados6.

#o o!stante, lamateriano es totalmente ordenada o desordenada cristalinao no cristalina6 y nos encontramos una gradacin continua delorden en que est organizada esta materia grados de cristalinidad6, en donde los etremos seran materiales con estructura atmicaperfectamente ordenada cristalinos6 y completamente desordenada amorfos6.

!structura cristalina ordenadaEn la estructura cristalina ordenada6 de los materiales inorgnicos, los elementos que se repiten son tomoso ionesenlazados entre s,de manera que generalmente no se distinguen unidades aisladas< estos enlaces proporcionan la esta!ilidad y dureza del material. Enlos materiales orgnicosse distinguen claramente unidades moleculares aisladas, caracterizadas por uniones atmicas muy d3!iles,dentro delcristal. 0on materiales ms !landos e inesta!les que los inorgnicos

La mayora de los materiales slidos no metlicos con los que uno a diario esta en contacto, encuentra que no haydiferencia caracterstica entre su forma externa y la de casi todos los ob$etos metlicos. )e aqu que resulte bastantesorprendente para la mayora de la gente saber que los materiales metlicos poseen una estructura cristalina, mientrasque materiales como la madera, plsticos, papel, vidrio y otros no la poseen, ste tipo de materiales tienen un arreglo al

a%ar en sus partculas de manera que logran rigide% a la temperatura ambiente.

Los slidos se pueden clasificar teniendo en cuenta el arreglo interno de sus partculas, en amorfos y cristalinos.

1e puede decir que un slido es un material que posee forma y volumen definidos y que es una sustancia constituida por

tomos metlicos, tomos no metlicos, iones molculas.

&uchas de las propiedades de los metales tales como la densidad, dure%a, punto de fusin, conductividad elctrica ycalorfica estn relacionadas con la estructura cristalina y tambin con el enlace metlico. 1in embargo, ningunadepende tanto de la estructura cristalina como las propiedades mecnicas tales como la maleabilidad, ductilidad,

resistencia a la tensin, temple y capacidad de hacer aleaciones.

SLIDOS AMORFOS
http://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cristalinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cristalinohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_amorfohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Grados_de_cristalinidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Material_inorg%C3%A1nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_org%C3%A1nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_org%C3%A1nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_org%C3%A1nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cristalinohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_amorfohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Grados_de_cristalinidad&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Material_inorg%C3%A1nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Material_org%C3%A1nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_org%C3%A1nico


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1on todos aquellos slidos en los cuales sus partculas constituyentes presentan atracciones lo suficientemente eficacescomo para impedir que la sustancia fluya, resultando una estructura rgida y ms o menos dura.

2o presentan una disposicin interna ordenada por lo tanto no tienen ning*n patrn determinado. ambin se lesdenomina vidrios lquidos sobreenfriados.

A temperaturas altas los amorfos se transforman en lquidos y sus partculas constituyentes tienen libertad demovimiento, al disminuir lentamente la temperatura, la energa cintica de las partculas se va haciendo tan ba$a que se

puede producir un acomodamiento entre ellas3 pero si el enfriamiento se produce rpidamente y por deba$o del punto defusin (sobreenfiramento!, se origina, como resultado de las menores vibraciones, una contraccin trmica que nopermite el ordenamiento de las partculas aumentando la viscosidad que ya no es posible apreciar flu$o y la sustanciaadquiere las caractersticas de un slido0 rigide%, dure%a, forma y volumen definidos, etc. 'omo e$emplos cabe resaltar0

el asfalto, ceras, la brea, vidrio y la mayora de los polmeros.

'uando un slido amorfo se quiebra produce caras y bordes irregulares y al fundirse lo hace en un rango detemperaturas cambiando lentamente del estado slido al estado lquido.

SLIDOS CRISTALINOS Y REDES DE BRAVAIS

Los slidos cristalinos estn constituidos por min*sculos cristales individuales cada uno con forma geomtrica y poseenla caracterstica de que al romperse producen caras y planos definidos, al igual presentan puntos de fusin definidos.'omo e$emplos podemos destacar0 el 2a'l, la sacarosa, metales y aleaciones, y tambin algunos cermicos.

Los tomos o iones de un slido se ordenan en una disposicin que se repite en tres dimensiones, forman un slido del

que se dice tiene una estructura cristalina, se dice tambin que es un slido cristalino o un material cristalino.


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Punto reticular: in, to!o o !ol"cula

#ue se re$ite infnita!ente

figra !

L%neas rectas i!a&inarias #ue 'or!an la

Celdilla unidad

figra "

El $atrn se re$ite en el es$acio (

)or!a el ret%culo cristalino

figra #

El tama+o y la forma de la celda unidad pueden describirse por tres vectores reticulares a, b, c y por ngulos entre lascaras y la longitud relativa de las aristas, denominados parmetros de red, constantes de red o e$es cristalogrficos.


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a, b, c 0 longitud de las aristas correspondientes a los e$es coordenados 4, 5,6.

a , b , g 0 ngulos entre las aristas.

figra $

A+ve#!ise"en!

La importancia en la ingeniera de la estructura fsica de los materiales slidos depende primordialmente de ladisposicin de los tomos, iones o molculas que constituyen el slido y de las fuer%as de enlace entre ellos.

Asignando valores especficos para las longitudes axiales y los ngulos intereaxiales, se pueden construir diferentestipos de celda unidad. Los cristalgrafos han mostrado que son necesarias slo siete tipos de diferentes de celda unidadpara crear todas las redes puntuales, estos sistemas cristalinos son0 el '*bico, el etragonal, el "rtorrmbico, el

7ombodrico, el 8exagonal, el &onoclnico y el riclnico. La mayor parte de los sistemas cristalinos presentanvariaciones de la celda unidad bsica.A.J. Bravaismostr que 9: celdas unidad estndar podan describir todas las

estructuras reticulares posibles. 8ay cuatro tipos bsicos de celdas unidad (9! 1encilla, (;! 'entrada en el 'uerpo, (


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%RINCI%ALES ESTR&CT&RAS CRISTALINAS MET'LICAS

La mayora de los metales elementales (=>?! cristali%an en tres estructuras cristalinas densamente empaquetadas0c*bica centrada en las caras /'', hexagonal compacta 8'# y c*bica centrada en el cuerpo '' debido a que se liberaenerga a medida que los tomos se aproximan y se enla%an cada ve% ms estrechamente entre s. #or lo tanto dichas

estructuras densamente empaquetadas se encuentran en disposiciones u ordenamientos de energa cada ve% ms ba$a yestable.

Ejemplo

@ 'untas celdas unidad hay aproximadamente en el /e puroBCCsi las aristas de la celda estuvieran alineadas aristacon arista en 9 mm, si a temperatura ambiente la arista es igual a >.;B 4 9> C=nm D

Estructura Cristalina Cbica Centrada en el Cuerpo BCC

En esta celda unidad las esferas slidas representan los centros donde los tomos estn locali%ados e indican sus

posiciones relativas. En esta celda unidad el tomo centralest rodeado de vecinos ms cercanos y se dice que tienepor lo tanto un n*mero de coordinacin de . 'ada una de estas celdas unidad tiene el equivalente de ; tomos porcelda unidad. n tomo completo esta locali%ado en el centro de la celda unidad, y un octavo de esfera esta locali%adoen cada vrtice de la celda unidad, haciendo el equivalente de otro tomo. )e este modo, hay un total de 9 (en el centro!

F x 9G (en los vrtices! H ; tomos por celda unidad.

Los tomos en este tipo de celdas contactan entre s a travs de la diagonal del cubo, y la relacin entre la longitud de lacara del cubo a y el radio atmico 7 es0

1i los tomos en la celda '' se consideran esfricos, el factor de empaquetamiento atmico (A#/! puede hallarseempleando la siguiente expresin0


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ElA!de esta celda es >.I, es decir, el I? del volumen de la celda esta ocupado por tomos y el .9;B nm y considerando que los tomos son esferas slidasque contactan a lo largo de las diagonales de la celdilla unidad /''. @ 'ul es el valor terico de la densidad del 'u D

&asa atmica del 'uHI


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*+ - . * to!o

/ - 0. 1 to!o

a 2 to!os en la celda )CC

figra ,

ar"metro de Red#

$ol%men de la celda#

-Ha.:BnmC=m!C;=m. La superficie del material se cu!re con penetrante.

?. 0e elimina el eceso de penetrante.

@. 0e aplica el revelador, volvi3ndose visi!le el defecto.

Entre los ensayos no destructivos se encuentran los siguientes:

Ensayos por lquidos penetrantes

%nspeccin por partculas magn3ticas

Ensayos radiolgicos

Ensayo por ultrasonidos

Ensayos por corrientes inducidas

Ensayos de fugas: deteccin ac1stica, detectores especficos de gases, cromatgrafos, deteccin de flu-o, espectrometra de

masas, manmetros,ensayos de !ur!u-as, etc.

!nsa#os destructivos
http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidos_penetranteshttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidos_penetranteshttp://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_part%C3%ADculas_magn%C3%A9ticashttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_inducidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cromatograf%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectrometr%C3%ADa_de_masashttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectrometr%C3%ADa_de_masashttp://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidos_penetranteshttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidos_penetranteshttp://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_part%C3%ADculas_magn%C3%A9ticashttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_inducidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cromatograf%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectrometr%C3%ADa_de_masashttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectrometr%C3%ADa_de_masashttp://es.wikipedia.org/wiki/Man%C3%B3metro


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CONDUCTIVIDAD

Qu es? Es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente elctrica a travs de s Tam!in es de"inida como la propiedad naturalcaracterstica de cada cuerpo #ue representa la "acilidad con la #ue los electrones $% &uecos en el caso de los semiconductores' pueden pasar por l


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Vara con la temperatura Es una de las caractersticas m(s importantes de los materiales )a conductividad es la inversa de la resistividad* por tanto *se desi+na por la letra +rie+a si+ma min,scula $-'* % su unidad es el ./m $siemens por metro'*

&onductividad el%ctricaLa c&n+*c!ivi+a+ el)c!#icaes la medida de la capacidad o de la aptitud6 de un materialpara de-ar pasar o de-ar circular6 li!rementela corriente el3ctrica. La conductividad depende de la estructura atmica y molecular del material. Los metalesson !uenos conductoresporque tienen una estructura con muc+os electronescon vnculos d3!iles, y esto permite su movimiento. La conductividad tam!i3ndepende de otros factores fsicos del propio material, y de latemperatura.

La c&n+*c!ivi+a+es la inversa de la resistividad< por tanto, , y su unidad es el S-"siemenspormetro6 o /10"/1. "sualmente,la magnitudde la conductividad B6 es la proporcionalidad entre el campo el3ctrico y la densidad de corriente de conduccin :

'lgunas conductividades el%ctricas

Me!al

C&n+*c!ivi+a+

El)c!#ica

S0"/12

Te"(e#a!*#a3C2 A(*n!es

rafeno D,9 F 79G >9

2lata ,?9 F 79G >9 La conductividad el3ctrica ms alta de cualquier metal

Co!re 5,D F 79G >9

Co!re'ecocido 5,;9 F 79G >9

0e refiere a 799 H %$C0 0tandard %nternacional de Co!re 'ecocido, de sus

siglas en ingl3s: %nternational $nnealed Copper 0tandard6. Esta es la unidad ms

com1n usada para medir la conductividad de materiales no magn3ticos usando el

m3todo de lascorrientes de Ioucaultcorrientes parsitas6

(ro @,55 F 79G >9>5

$luminio ?,G; F 79G >9

Jolframio 7,;> F 79G

ierro 7,5? F 79G

Se"ic&n+*c!es C&n+*c!ivi+a+ Te"(e#a!*#a3C2 A(*n!es
http://es.wikipedia.org/wiki/Materialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Siemens_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grafenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Orohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Wolframiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Materialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroneshttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Siemens_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grafenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_t%C3%A9rmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucaulthttp://es.wikipedia.org/wiki/Orohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Wolframiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hierro


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!(plicacin de la conductividad en metalesTeditarU

$ntes del advenimiento de la mecnica cuntica, la teora clsica empleada para eplicar la conductividad de los metales era el

modelo de )rudeLorentz, donde los electrones se desplazan a una velocidad media aproimadamente constante que es la velocidad

lmiteasociada al efecto acelerador del campo el3ctrico y el efecto desacelerador de la red cristalina con la que c+ocan los electrones

produciendo el efecto Roule.

0in em!argo, el advenimiento de la mecnica cuntica permiti construir modelos tericos ms refinados a partir de la teora de!andas de energa que eplican detalladamente el comportamiento de los materiales conductores

0E.I.TIVIDADQu es ? Todas las sustancias se oponen en ma%or o menor +rado al paso de la corriente elctrica esta oposici1n es a la #ue llamamos resistenciaelctrica )os materiales !uenos la electricidad tienen una resistencia elctrica mu% !a2a* los aisladores tienen una resistencia mu% alta .e le llamaresistividad al +rado de di"icultad #ue encuentran los electrones en sus despla3amientos .e desi+na por la letra +rie+a r&o min,scula $4' % se mide eno&m por milmetro cuadrado partido de metro $56mm7/m' .u valor descri!e el comportamiento de un material "rente al paso de corriente elctrica*por lo #ue da una idea de lo !uen o mal conductor #ue es Un valor alto de resistividad indica #ue el material es mal conductor mientras #ue uno !a2oindicar( #ue es un !uen conductor 8eneralmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura* mientras #ue la resistividad de los

semiconductores disminu%e ante el aumento de la temperatura

)esistividadLa #esis!ivi+a+es la resistencia el3ctricaespecfica de cada material para oponerse al paso de una corriente el3ctrica. 0e designa por laletra griegar+omin1scula V6 y se mide en o+miosmetroWXm6.7

en donde es la resistencia en o+ms, la seccin transversal en mY y la longitud en m. 0u valor descri!e el comportamiento de un

material frente al paso de corriente el3ctrica, por lo que da una idea de lo !uen o mal conductor que es. "n valor alto de resistividad indicaque el material es mal conductor mientras que uno !a-o indicar que es un !uen conductor.

Como e-emplo, un material de 7 m de largo por 7 m de anc+o por 7 m de altura que tenga 7 W de resistencia tendr una resistividadresistencia especfica, coeficiente de resistividad6 de 7 WXm . >

eneralmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductoresdisminuyeante el aumento de la temperatura.

*abla de resistividades de algunos materialesTeditarU

Material Re(i(tividad 0en "1 2C3", 2C4 056m4
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27/93

#lata< 9,= x 9>C

'obre: 9,B9 x 9>C

"ro ;,C

Aluminio I ;,; x 9>C

JolframioB ,I x 9>C

2quel I,:> x 9>C

8ierro= =,B9 x 9>C

#latino9> 9>,I> x 9>C

Esta+o99 99,> x 9>C

Acero inoxidable 99; B;,>> x 9>C

Trafito9< I>,>> x 9>C

E-emplo de conversin de: WPmmYMm 6 a Z WPm 6: La resistividad del co!re es 9,97G WPmmYMm y para convertir mmY a mY se multiplicapor 79o!teniendo 9,97G79WPmYMm que es igual a 7.G79 ;W.m

La conversin de WPmmYMm a WPm resulta de multiplicar la unidad inicial por 779 pasando de WPmmYMm a WPmYMm WPm6 y es lasimplificacin del ndice de resistividad para un material de 7 m de largo por 7 mY de seccin transversal o !ien, de 7 m?

)O. 9ATE0IA)E. .E C)A.I:ICAN .E8;N .U CONDUCTIVIDAD < 0E.I.TIVIDAD EN=
http://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-4http://es.wikipedia.org/wiki/Orohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-5http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Wolframiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-7http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1ohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-11http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-12http://es.wikipedia.org/wiki/Grafitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-13http://es.wikipedia.org/wiki/Platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-3http://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-4http://es.wikipedia.org/wiki/Orohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-5http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-6http://es.wikipedia.org/wiki/Wolframiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-7http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Hierrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Platinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1ohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-11http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-12http://es.wikipedia.org/wiki/Grafitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad#cite_note-13


28/93

Conductores elctricos >.on los materiales #ue* puestos en contacto con un cuerpo car+ado de electricidad* transmiten sta a todos los puntos de susuper"icie )os me2ores conductores elctricos son los metales % sus aleaciones Eisten otros materiales* no met(licos* #ue tam!in poseen lapropiedad de conducir la electricidad* como son el +ra"ito* las soluciones salinas % cual#uier material en estado de plasma

Dielctricos >.on los materiales #ue no conducen la electricidad* por lo #ue pueden ser utili3ados como aislantes Al+unos e2emplos de este tipo demateriales son vidrio* cer(mica* pl(sticos* +oma* mica* cera* papel* madera seca* porcelana* al+unas +rasas para uso industrial % electr1nico % la!a#uelita Al+unos materiales* como el aire o el a+ua* son aislantes !a2o ciertas condiciones pero no para otras El aire* por e2emplo* es aislante atemperatura am!iente pero* !a2o condiciones de "recuencia de la se@al % potencia relativamente !a2as* puede convertirse en conductor

ANEO.

7s >s >p ?s ?p ?d @s @p @d @f 5s 5p 5d 5f s p d7 idrogeno 7 7.99; >5D.?@&.26> elio e > @.99? >G7.D? Litio Li 7 .D@7 9.5?? !cc 7;9. 9.75>@ Serilio Se > D.97> 7.;5 +cp 7>;D 9.77@5 Soro S > 7 79.;7 >.@G >9D> 9.9DG Car!ono C > > 7>.97 >.>G +e ?;> 0.26 9.9GGG #itrgeno # > ? [email protected] >79.99@>&.26 9.9G7; (igeno ( > @ 7.99 >7;.G;D &.2 9.99D Il1or I > 5 7D.99 >7D.G &.26 79 #en #e > >9.7; >@;.5;G77 0odio #a 7 >>.DD 9.D !cc DG.; 9.7;7> agnesio g > >@.?7 7.G@ +cp 59 9.797? $luminio $l > 7 >.D; >.G9 fcc 9.@5> 9.7@?7@ 0ilicio 0i > > >;.9D >.?? dia.cu! 7@7@ 9.77G

75 Isforo 2 > ? ?9.DG 7.;> ortorrm!ica @@.7@ 9.79D!lanca6 !lanca6

7 $zufre 0 > @ ?>.9 >.9D ortorrm!ica 775.>> 9.797G Cloro Cl > 5 ?5.@5 799.DG &.26 9.79G7; $rgn $r > ?D.D5 7;D.?5> &.267D 2otasio [ 7 ?D.79 9.;> !cc ?.G7 9.>?7>9 Calcio Ca > @9.9; 7.5? fcc ;@> 9.7DG>7 Escandio 0c 7 > @@.D >.DD fcc 75@7 9.79>> &itanio &i > > @G.D9 @.57 +cp 7G9 9.7@G>? Aanadio A ? > 59.D@ .9D !cc 7D79 9.7?>>@ Cromo Cr 5 7 5>.99 G.7D !cc 7;? 9.7>5>5 anganeso n 5 > [email protected]@ G.@G cu!ic 7>@ 9.77>> ierro Ie > 55.;5 G.;G !cc 75?; 9.7>@>G Co!alto Co G > 5;.D? ;.; +cp 7@D5 9.7>5

>; #quel #i ; > 5;.G7 ;.D7 fcc 7@55 9.7>5>D Co!re Cu 79 7 ?.55 ;.D? fcc 79;@.;G 9.7>;?9 Cinc \n 79 > 5.?; G.7? +cp @7D.5; 9.7??

Ra+i&A!"ic&

1n"2

P*n!&+ef*sin

C2E

s!#*c!*#a+el

C#is!al1a

673C2

Densi+a++el

S&li+&

1a673C2

1M-"89-c"8

MasaA!"ica

*2

S4":&l&

Ele"en!&

N;"e#&A!"ic&

C&nfi*#acinElec!#nica n;"e#& +e elec!#&nes en ca+a #*(&2


29/93

?7 alio a 79 > 7 D.G> 5.D7 ortorrm!ica >D.GG@7&.26 9.7?5?> ermanio e 79 > > G>.5D 5.?> dia. Cu! D?;.? 9.7>>?? $rs3nico $s 79 > ? [email protected]> 5.G; rm!ica 9? 0.26?@ 0elenio 0e 79 > @ G;.D @.;7 +e >>7?5 Sromo Sr 79 > 5 GD.D9 G.>5 6&.26 9.77D? [riptn [r 79 > ;?.;9 75G .?;5?G 'u!idio '! 7 ;5.@G 7.5? !cc ?D.@;?; Estroncio 0r > ;G.> >.5; fcc GD?D %trio ] 7 > ;;.D7 @.@; +cp 75>> 9.7;7@9 Circonio \r > > D7.>> .57 +cp 7;55 9.75;@7 #io!io #! @ 7 D>.D7 ;.5; !cc >@D 9.7@?

@> oli!deno o 5 7 D5.D@ 79.>> !cc >>? 9.7?@? &ecnecio &e 7 D;.D7 77.59 +cp >>9@@@ 'utenio 'u G 7 797.9G 7>.? +cp >??@@5 'odio '+ ; 7 79>.D7 7>.@> fcc 7D?@ 2aladio 2d 79 79.@ 7>.99 fcc 7555 9.7?G@G 2lata $g 79 7 79G.;G 79.59 fcc D7.D? 9.7@@@; Cadmio Cd 79 > 77>.@ ;.5 +cp ?>7.79; 9.759@D %ndio %n 79 > 7 77@.;> G.>D fct 75.?@59 Esta/o 0n 79 > > 77;.D G.>D !ct >?7.D;7 9.75;57 $ntimonio 0! 79 > ? 7>7.G5 .D rm!ica ?9.G555> &elurio &e 79 > @ 7>G.9 .>5 +e @@D.5G5? ]odo % 79 > 5 7>.D9 @.D5 ortorrm!ica 77?. &.26 9.7?5@ ^enn ^e 79 > 7?7.?9 777.G5;> &.2655 Cesio Cs 7 7?>.D7 7.D7 !cc >;.?D 9.>5

79Q65 Sario Sa > 7?G.?? ?.5D !cc G>D 9.>7G5G Lantano La 7 > 7?;.D7 .7G +e D7;5; Cerio Ce > > [email protected]> .GG fcc GD;5D 2raseodimio 2r ? > [email protected] .G; +c D?79 #eodimio #d @ > 7@@.>@ G.99 +c 79>77 2rometio 2m 5 > 7@56 +c 79@>> 0amario 0m > 759.@ G.5@ rm!ica 79G@? Europio Eu G > 757.D 5.>5 !cc ;>>@ adolinio d G 7 > 75G.>5 G.;G +cp 7?7?5 &er!io &! D > 75;.D? ;.>G +cp 7?5 )isprosio )y 79 > 7>.59 ;.5? +cp 7@7>G olmio o 77 > [email protected]? ;.;9 +cp 7@G@; Er!io Er 7> > 7G.> D.9@ +cp 75>DD &ulio &m 7? > 7;.D? D.?? +cp 75@5

1)Calcular la densidad terica del Berilio. Peso atmico=9,01grs, numero deavogadro=6,028*10elevado a la 2. !elacin a"ial=1,#6.


30/93

Pa = 9,01 grs

a = 0,229 A

c = 0,358 A

C/a = 1,563

Vol Hex=3(0,229x108 cm)23(0,358x108 cm)

2

Vol Hex=3(0,05x1016 cm)23(0,358x108 cm)

2

Vol Hex=4,65x1023cm3

DT= 69,01grs

6,023x10234,65x1023 cm3

DT = 1,86 grs / cm3


31/93

2) Calcular la densidad teorica del Cinc. Peso atomico=6#,$grs, numero deavogadro=6,028*102. !elacin a"ial=1,8#.

a = 2,67 A

C / A = 1,85

P.A = 65,37 grs

C = 1,58 x 2,67 A

e = 4,937 A

3(2,67x108cm)234,939x108 cm

Vol Hex=2

3(7,12x1016 cm)234,939x108cm

Vol Hex=2


32/93

Vol Hex=9,13x1023 cm3

DT=

6x65,37 grs

6,023x10239,13x 1023cm3

DT = 7,13 grs / cm3

3) Para la celda BCC. Calcule la densidad del %ierro cu&ico de cuer'ocentrado( radio atmico de 1,2. Peso atmico de ##,8#gr, + numero deavogadro de 6,028* 102.

Celda (cc)

!ad"# A$%&"c# = 1,24 A

Pes# A$%&"c# = 65,85 gr

' = 6,028 x 10 23


33/93

DT .nPA

N Vol #l = a3

a =r 4

3 a =

1,24A 4

3 a = 2,86 A

#l = (2,86108

m 100 cm

m )

3

#l = 23, 39 x 10 24 c& 3

DT= 255,85 grs

6,0281023

X23,3931024

cm3

DT= 111,7gr

141,01107

cm3

DT = 7,9 grs / c&3


34/93

)Calcule la densidad terica del Calcio, con un 'eso atmico de 0,08grs.n radio atmico de 0,19$nm, + numero de avogadro de 6,028*10elevadoa la 2.

Celda (*CC)

Pes# A$%&"c# = 40,08 grs

!ad"# a$%&"c# = 0,197 +&

' = 6,028 x 10 23

DT .

nPA

N Vol #l = a 3

a =r 4

2 a =

0,197nm 4

2 a = 0, 55 +&

#l = (0,55109

m 100 cm

m )

3

#l = 0,166 x 10 21 c& 3

DT= 440,08 grs

6,0281023

X0,1661021

cm3


35/93

DT= 160,32grs

1,064102

cm3

DT = 1, 53 grs / c& 3

#)Calcule -ensidad terica del co&alto

PA . 3,42 &rs

N . 0,56 - *561

a . 6,33 Ao

C+a . *,01

C . 2,*30 Ao

3(2,55x108

cm)2

34,156x108

cmVol Hex=

2

3(6,50x1016 cm2)34,156x108 cm

Vol Hex=2


36/93

Vol Hex=7,018x1023 cm3

DT= 658,94 grs

6,0281023

X7,0181023

cm3

DT = 8,6 grs / c& 3

6)"'li/ue las caractersticas de los siguientes materiales /ue se 'resentanen el diagrama suero3-eormacin.


37/93

A7 ACERO897 ALUMINIO8

C7 OMA8

B

C


38/93

$)4Cu5l es la conguracin electrnica 'ara los elementos de transicin(7anadio numero atmico= 2), %ierro .=26), ure .= 16).Clasica estos elementos de acuerdo a la 'osicin en la ta&la 'eridica.

N;!ero de


39/93

8) n una 'rue&a de durea realiada so&re un acero, se utilio un 'enetradores:rico de 2mm de di5metro, + la distancia de la ;uella 'roducida ue igual a0,8mm. n &ase a estos datos determine la 'roundidad de la ;uella.

F=1

2 (DD2

d2

)

F=1

2(2mm2mm2 (0,8mm )2) * = 0,08 &&

9)n una 'rue&a de durea realiada 'or una aleacin no errosa, se utilio un'enetrador es:rico de 10mm de di5metro + la carga a'licada ue de #00


40/93

HB= F

D f =

Kg

mm2 HB=

500kg

10mm x6,35mm

HB= 500kg

10,99mm2

= 45, 49 -g / &&2

10) n la construccin de un edicio se usa un ca&le de acero de 6mm dedi5metro, 'ara la elevacin de materiales, verticalmente 1#0m el ca&le 'araelevar en su e"tremo inerior una carga de 200


41/93

1=

F l o

E A=

200kg 150mcm

m

2,1x 106

kg/c2(0,6)2

4

1=

3000x 102

kg/cm2,1x10

6kg /c20,283c2

1=3x10

6kg/cm

0,59x 103

kg

1 = 3,5 c!

2 = .s$"ra&"e+$# de"d# al cale

2=

w

2 l o

E A=

W lo

2(E A)

= x d

2

=

(0,6cm)2

4150,00cm 0,078 kg /cm3 15000cm

22,1x 106

kg/cm2 (0,6cm)2

4

2 = 5,2* c!

T . * > 6

T . 3,5 c! > 5,2* c! T . 3,24 c!


42/93

11) na 'ro&eta met5lica se le realio la 'rue&a de resiliencia + los 5ngulos1+2 dieron los siguientes valores, 1#2? + 22? res'ectivamente. -etermine laresiliencia, el tra&a@o + la energa a&sor&ida, 'ara una masa de 0 sen 1 90 @& B c!

. 15 @& B 15 c! * > sen *365 F 90) ]

. 455

kg /cm x

*, 6 . *01

kg /cm

97 Tra?aGo T . ) B LR * H cos 2] @& B c!

T . 15 @& B 15 c! * H cos 667

T . 455 kg /cm x 5, 50 . 32 kg /cm

C7 Ener&%a A?sor?ida E . F T

E . *01 kg /cm F 32 kg /cm

E . *32 kg /cm


43/93

812) -eterminar si ;a+ solu&ilidad, sustitucional o intersticial, entre el Co&re

como disolvente + el lumino, i/uel, Cromo, Cinc + Plata, como solutos.

.le&e+$# !ad A$#& .s$rc$ra

Cr"s$al

.lec$#

'ega$""dad

(ale+c"a)C 1,28 *cc 19A 1,43 *cc 1,5'" 1,25 *cc 1,8

Cr 1,25 cc 1,6+ 1,33 cAg 1,44 *cc

!"Al=1,431,28

1,28x100=11,71

!"Al=Es #n$ sol#c%&n 'or s# s(%(#$c%&n

! "No)$* sol#+%l%d$d *$ ,#e no c#m'le (od$sl$s cond%c%ones

! N ) l +%l%d d l d l d% %


44/93

!"r=No )$* sol#+%l%d$d *$ ,#e no c#m'le(od$sl$s cond%c%ones

!"-n=No)$* sol#+%l%d$d *$,#e no c#m'le(od$s l$s cond%c%ones

!"Ag=1,441,28

1,28x100=12,5

!"Ag=Es #n$ sol#c%&n 'or s#s(%(#$c%&n *$ ,#e c #m'le l$s cond%c%ones neces$r%o

1) -etermine las direcciones del siguiente cristal

%%%%%

J

K%


45/93

%1

2.1 .0

1

2.0 .0

*%=[010 ]

%%0 .0 .10 .1 .0

6%%= 011

%%%1 .0 .10 .0 .0

1%%%=[10 1 ]

14) Determine las posiciones del siguiente cristal


46/93

a7 * , 5 , 5

?7 / , / , 5

c7 / , * , *

1#) -etermine las -ireccin + 'osiciones del siguiente cristal

c

K

&a

J

&K


47/93

A7 * , 5 , * H 5, 5 , 5

A . * 5 *

a . 5, *, *

97 5, / , * H 5 , 5 , 5

9 . 5, /, * 5 * *

? . /, / ,5

B a

16) -etermine el 'lano del siguiente cristal


48/93

16) -etermine el 'lano del siguiente cristal

J K / * * . 6 * *

*7 Clasicar los materiales siguientes en metales, cer5micas, 'olmeros,com'uestos + aleaciones:

J

K


49/93

i8F f?ra de idrio

ii8F concreto

iii8F ?ronce cu Hsn7

i8F arcilla

8F $olietileno de ?aGa densidad

->etales8

-Cer5micasFArcilla8

-PolmerosFPolietileno de ?aGa densidad, )i?ra de idrio8

-Com'uestosFConcreto8-leacionesF9ronce8

18) 4n /ue dieren el enlace covalente del enlace inico

Un enlace coalente se $roduce entre 56 &ases, En el enlace coalente los electrones se co!$arten8

El enlace inico se $roduce entre un !etal ( un !etaloide, en el enlace inico un to!o cede sus electrones dealencia ( otro los ad#uiere, 'or!ando iones el $ri!ero con car&a $ositia ( el se&undo con car&a ne&atia78

19) "'li/ue el enlace del amoniaco

El a!oniaco $resenta una estructura de Leis en la #ue cada to!o se


50/93

El a!oniaco $resenta una estructura de Leis en la #ue cada to!o se

Une al N !ediante un enlace coalente, #uedando este ;lti!o con un $ar

De electrones sin co!$artir8 Para eB$licar la &eo!etr%a de la !ol"cula Qa(

ue tener en cuenta la conf&uracin electrnica del nitr&eno *s6 6s6$1 ( #ue

Presenta una Qi?ridacin s$1, de 'or!a #ue #uedan dos electrones sin co!$artir

En uno de los or?itales Q%?ridos ( un electrn en cada uno de los tres or?itales

Restantes8 Estos ;lti!os an a 'or!ar enlaces ti$o si&!a7 con los to!os de

idr&eno8 El n&ulo de los enlaces FNF ser, $or tanto, de a$roBi!ada!ente

*54,38La !ol"cula de a!oniaco $resenta to!os de Qidr&eno unidos a un to!o de

Nitr&eno, #ue es !u( $e#ueo ( electrone&atio, lo #ue 'acilita la 'or!acin de

Enlaces inter!oleculares de Qidr&eno8

/ue se de&en los deectos 'untuales + lineales "'licar cada uno de ellos.

-eectos 'untuales


51/93

-eectos 'untuales

Los de'ectos $untuales son discontinuidades de la red #ue inolucran uno o #ui arios to!os8 Estos de'ectos oi!$er'ecciones,, $ueden ser &enerados en el !aterial !ediante el !oi!iento de los to!os al &anar ener&%a $orcalenta!ientoV durante el $rocesa!iento del !aterialV !ediante la introduccin de i!$ureasV o intencional!ente atra"s de las aleaciones8

%uecos( Un ueco se $roduce cuando 'alta un to!o en un sitio nor!al8 Las acancias se crean en el cristal

durante la solidifcacin a altas te!$eraturas o co!o consecuencia de daos $or radiacin8 A te!$eratura a!?ientea$arecen !u( $ocas acancias, $ero "stas se incre!entan de !anera eB$onencial con'or!e se au!enta late!$eratura8

-eectos intersticiales(Se 'or!a un de'ecto intersticial cuando se inserta un to!o adicional en una $osicinnor!al!ente desocu$ada dentro de la estructura cristalina8 Los to!os intersticiales, aun#ue !ucQo !s $e#ueos#ue los to!os localiados en los $untos de la red, a;n as% son !a(ores #ue los sitios intersticiales #ue ocu$anV enconsecuencia, la red circundante a$arece co!$ri!ida ( distorsionada8 Los to!os intersticiales co!o el Qidr&eno a!enudo estn $resentes en 'or!a de i!$ureasV los to!os de car?ono se a&re&an al Qierro $ara $roducir acero8

Una e dentro del !aterial, el n;!ero de to!os intersticiales en la estructura se !antiene casi constante, inclusoal ca!?iar la te!$eratura8

-eectos sustitucionales(Se crea un de'ecto sustitucional cuando se re!$laa un to!o $or otro de un ti$odistinto8 El to!o sustitucional $er!anece en la $osicin ori&inal8 Cuando estos to!os son !a(ores #ue losnor!ales de la red, los to!os circundantes se co!$ri!enV si son !s $e#ueos, los to!os circundantes #uedanen tensin8 En cual#uier caso, el de'ecto sustitucional distorsiona la red circundante8 I&ual!ente, se $uede encontrarel de'ecto sustitucional co!o una i!$urea o co!o un ele!ento aleante a&re&ado deli?erada!ente (, una eintroducido, el n;!ero de de'ectos es relatia!ente inde$endiente de la te!$eratura8

>PD!EC - ADF -GCEDF PEAF(Los de'ectos $untuales alteran el arre&lo $er'ecto de los to!oscircundantes, distorsionando la red a lo lar&o de #uis cientos de es$acia!ientos at!icos, a $artir del de'ecto8 Unadislocacin #ue se !uea a tra"s de las cercan%as &enerales de un de'ecto $untual encuentra una red en la cual losto!os no estn en sus $osiciones de e#uili?rio8 Esta alteracin re#uiere #ue se a$li#ue un es'uero !s alto $arao?li&ar a #ue la dislocacin ena al de'ecto, incre!entndose as% la resistencia del !aterial8

-eectos lineales

Las dislocaciones son i!$er'ecciones lineales en una red #ue de otra 'or!a ser%a $er'ecta8 eneral!ente seintroducen en la red durante el $roceso de solidifcacin del !aterial o al de'or!arlo8 Aun#ue en todos los !ateriales

Qa( dislocaciones $resentes, inclu(endo los !ateriales cer!icos ( los $ol%!eros, son de $articular utilidad $ara


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Qa( dislocaciones $resentes, inclu(endo los !ateriales cer!icos ( los $ol%!eros, son de $articular utilidad $araeB$licar la de'or!acin ( el endureci!iento de los !etales8 Pode!os identifcar dos ti$os de dislocaciones: ladislocacin de tornillo ( la dislocacin de ?orde8

-islocacin de tornillo:

La dislocacin de tornillo se $uede ilustrar Qaciendo un corte $arcial a tra"s de un cristal $er'ecto, torci"ndolo (des$laando un lado del corte so?re el otro la distancia de un to!o8

-islocaciones de &orde(

Una dislocacin de ?orde se $uede ilustrar Qaciendo un corte $arcial a tra"s de un cristal $er'ecto, se$arndolo (rellenando $arcial!ente el corte con un $lano de to!os adicional8 El ?orde in'erior de este $lano adicionalre$resenta la dislocacin de ?orde8

-islocaciones mi"tas(

Las dislocaciones !iBtas tienen co!$onentes tanto de ?orde co!o de tornillo, con una re&in de transicin entrea!?as8 El ector de 9ur&ers, sin e!?ar&o, se consera i&ual $ara todas las $orciones de la dislocacin !iBta8

21) 4cual es la dierencia entre una estructura cristalina BCC + %CP encuanto a las 'ro'iedades del material.

Estructura Cristalina BCC

En esta celda unidad las es'eras slidas re$resentan los centros donde los to!os estn localiados e indican sus


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es a ce da u dad as es e as s das e$ ese a os ce os do de os o os es oca ados e d ca sus$osiciones relatias8 En esta celda unidad el to!o central esta rodeado de ecinos !s cercanos ( se dice #uetiene $or lo tanto un n;!ero de coordinacin de 8 Cada una de estas celdas unidad tiene el e#uialente de 6to!os $or celda unidad8 Un to!o co!$leto esta localiado en el centro de la celda unidad, ( un octao de es'eraesta localiado en cada "rtice de la celda unidad, Qaciendo el e#uialente de otro to!o8 De este !odo, Qa( untotal de * en el centro7 > B *+ en los "rtices7 . 6 to!os $or celda unidad8

Los to!os en este ti$o de celdas contactan entre s% a tra"s de la dia&onal del cu?o, ( la relacin entre la lon&itud

de la cara del cu?o a ( el radio at!ico R es:

8 El cristal 9CC no es una estructura total!ente co!$acta, (a #ue los to!os a;n $odr%an situarse !s Guntos8MucQos !etales co!o el Cro!o, ierro, Wol'ra!io, Moli?deno ( =anadio tienen estructura cristalina 9CC8

Ejemplo

Cuntas celdas unidad Qa( a$roBi!ada!ente en el )e $uro CCsi las aristas de la celda estuieran alineadas aristacon arista en * !!, si a te!$eratura a!?iente la arista es i&ual a 586 J *5F4n! X

Estructura Cristalina %CP

La celda CP $osee 0 to!os, tres 'or!an un trin&ulo en la ca$a inter!edia, eBisten 0-*+0 secciones de to!oslocaliados en las ca$as de arri?a ( de a?aGo, Qaciendo un e#uialente a 6 to!os !s, fnal!ente eBisten 6 !itadesde to!o en el centro de a!?as ca$as su$erior e in'erior, Qaciendo el e#uialente de un to!o !s8

La relacin c+a de una estructura cristalina CP ideal es de *8011 #ue indica es'eras uni'or!es tan $rBi!as co!osea $osi?le8 Los !etales Cinc, Cad!io $oseen una relacin c+a !s alta #ue la ideal, lo #ue indica #ue los to!os en

estas estructuras estn li&era!ente elon&ados a lo lar&o del eGe c en la celda unidad CP8


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9.Cn vehculo de carga de >>>Ng. 1e precipita hasta >mts desde un puente para sacarlo se utili% una guaya de 9>mm de radio.

)etermine el alargamiento total del acero considerando que el peso especfico es igual a >,>>BNgGcmU y el mdulo de elasticidad es

igual a ;,9. 106

NgGcmV

;! 'alcular la densidad terica del erilio, e. #eso atmicoH=,>9grs, numero de avogadroHI,>;M9>;ED

N>!DEO>CD

=anadio 61ierro 60Au're *0

A>ED

N>!DEO>CD

CDG!CQD CAFGCCQD

=anadio 61 1622622P63 623P63d34 Se!iFconductor

ierro 60 1622622P63 623P63d64 Conductor

Au're *0 1622622P63 623P4 Aislante

2. Calcular la densidad terica del calcio Ca) en celda Gcc a tem'eratura am&iente con un 'eso atmico

de 0.08 g + radio atmico de 0.19$ nm. Rmero de avogadro es 6.028x1023

.

D(=n 8 P$

N 8Vol

$=4 r

2"

4 0,197109

m

2"0,55710

9m

D(= 440,08 g

6,0281023

(0,55710

9m

100cm

1m

)

"1,54 g

cm3


62/93

. Para la celda Bcc. Calcule la densidad del ;ierro en estructura cu&ica de cuer'o centrado.

!adio atmico= 1.2 S, 'eso atmico= ##.8# g + nRmero de avogadro es 6.028x1023

.

D(=n 8 P$

N 8Vol

$=4 r

3 $=

41.24108

3cm 2,8610

8c!

=ol. $3

D(= 255,85g

6.0281023

8(2,86108 cm) 7,92g /cm3

. na 'ro&eta de seccin de 1#0 mmT + de longitud entre 'untos de 100 mm es sometida a un esuerode traccin lento + 'rogresivo /ue le 'roduce una deormacin el5stica de 0.1 mm. -eterminar elmodulo de elasticidad cuando la carga de traccin total es de 000


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64/93

(=Wc$rg$+W c$+le

(=1+2

1 :Es(%r$m%en(o de+%do $ l$ c$rg$

2 :Es(%r$m%en(ode+%do $l c$+le

E=F lo

A

"1=F lo

E A

1= 200Kg15000 cm

2,1106Kg/cm2

(0,6cm )2

4

"5,08cm

2=

w

2 lo

E A"

w lo

2 E A

w=V d "

4(0,6cm )215000cm 0,0078

Kg3

"33,08Kg


65/93

4( )

cm3

g

2= 33,08Kg 15000 cm

2 82,1106Kg /cm2

(0,6cm )2

4

"0,42cm

(=5,08cm+0,42cm "5,5cm

$. n ve;culo de carga de #000 Hg se 'reci'ito ;asta #0 m desde un 'uente de la carretera, 'arasacarlo se utilio una gua+a de acero de 10 mm de radio. -eterminar el alargamiento total de la gua+a

de acero. Considere el 'eso es'ecico igual a 0,00$8 HgcmI + su modulo de elasticidad es

2,1106

kg /cm .


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(=W/e)0c#lo+W c$+le

(=1+2

1 :Es(%r$m%en(ode+%do $ l$ c$r g$

2 :Es(%r$m%en(ode+%do $l c$+le

E=F lo

A "1=

F lo

E A

1= 5000Kg5000 cm

2,1106Kg/cm2 (1cm )2

"3,79cm

w

2 lo w lo


67/93

2=2 lo

E A"

w lo

2 E A

w=V d " (1cm)2 5000 cm 0,0078 Kg

cm3

"122,5Kg

2= 122,5Kg 5000cm2.2,110

6Kg/cm2 (1cm )2

"0,046 cm

(=3,79cm+0,046 cm"3,84 cm

8. 4 /ue se de&en los deectos 'untuales + lineales e"'licar cada uno de ellos.

Los de'ectos $untuales son discontinuidades del cristal #ue a?arca uno o arios to!os, se les lla!a$untuales o de $unto $or#ue son causados $or to!os indiiduales8 Cuando 'alta un to!o en el cristal elde'ecto se conoce co!o Queco o acante8 El de'ecto interfcial ocurre cuando un to!o adicional se aloGa en laestructura del cristal en un lu&ar #ue no es un nodo ( cuando un to!o es sustituido $or un nodo de un to!odi'erente de otro ele!ento el de'ecto se conoce co!o sustitucional8

Los de'ectos lineales se defnen co!o una re&in o $lano de to!os #ue distorsionan la si!etr%a de un cristal8Las dislocaciones del ?orde ocurren $or el des$laa!iento de una seccin de to!os ( la de es$iral es de?idoa un corte $arcial el cual es de?ido a una distancia to$e8

9. Calcular la densidad del co&alto. structura %c'.

Peso At!ico. 3,41 &

c+a. *801

a. *,33 ]

Dt . X

c=1,63 81,55108 cm "2,53 ]


68/93

V )ex=3$2 c 6en120o "3 (1,55108 cm )2 .2,53108 cm86en120o "1,581023cm3

D(=n 8 P$

N 8Vol"

658,93g

6.0281023

8(1,581023cm)"

353,58 g

9,52cm3"

28 Deter!inar las $osiciones, direcciones ( $lanos de los si&uientes cristales8

*18 Deter!inar las direcciones, $osiciones ( $lano de los si&uientes cristales:

Uniersidad 9icentenaria de Ara&ua

=icerrectorado Acad"!ico


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)acultad de In&enieria

Escuela de In&enieria El"ctrica

CC - ADF>E!AF3

Q 2


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*8F

Una !uestra de ala!?re de radio 5,*c! $or *55c! de lon&itud, se colocan en un circuito el"ctrico ( se !ide unaca%da de oltaGe de 216!= a lo lar&o de la lon&itud del !aterial cuando circula una corriente de 5,5*!A8 Calcular laresistiidad ( conductiidad del ala!?re8

Datos:r. 5,*c!

L. *55!!

Circuito el"ctrico

=. 216!=

I. 5,5*!A

Calcule

9 res%s(%/%d$d =:

Conductiidad.X

Teor%a necesaria $ara la resolucin del $ro?le!a:

R


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Le( de OQ!: =.I B R

Potencia: P. = B I V P. 32x 2 V P.

V2

2

Resistiidad: R. 1 x ;

A

Conductiidad :*+^

Solucin:

A. _8 r2

. _8 (0,001m)2

. 5,555551*2 m2

R.V

3 .0,432V

0,00001A=432004

R. 1 x ;

A ^

2 8 8 r2

; .432004 8 8(0,001m)2

1m =0,1354m

L

R. resistencia `7

L. Lon&itud del Conductor!7

A.


72/93

FDeter!ine:


73/93

a8 = alar&a!iento de la &ua(a de acero

=:

FSolucin:

*8


74/93

c7 Alar&a!iento:

2=

= ;

2E A=

1,209 kg 5000cm

2(2,1106 kgcm2 )0,031cm2 . 5,5202c!

28 Res$uesta fnal

(o($l=1+

2=384,024 cm+0,0464 cm=384,07 cm8

18F EB$li#ue las caracter%sticas de una $iea de aleacin de CuFn a 43Yn a co!$osicin =er dia&ra!aCuFn78

Solucin:

*7 Aleacin CuFn : YCu .3Y Yn. 43Y

67 Para este Yn, la te!$eratura ar%a de 655 &rados cent%&rados a 335 &rados cent%&rados8

17 Punto Cr%tico $ara este Y es de Pc. 43YV 335 7

27 La aleacin se Qalla en un estado l%#uido

(>+l%,8 )

37 La &rfca re$resenta una cura coneBa #ue decrece cuando se diri&e al 43Y ( continuadecreciendo


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EBtra: M"todo de la Palanca $ara esta aleacin*8 Pa del n. 03&+!ol68 Pa del Cu.2&+!ol

18 Y solido.$+

$c100= 65

149100=43.62

28 Yli#uido.+c

$c100=

84

149100=56,38

28F Descri?a el trata!iento t"r!ico de los aceros ( 'undiciones8 EB$li#ue los di'erentes constitu(entes delacero ( sus $ro$iedades8

Eratamiento t:rmico de los ceros

El trata!iento t"r!ico en el !aterial es uno de los $asos 'unda!entales $ara #ue $ueda alcanar las

$ro$iedades !ecnicas $ara las cuales est creado8 Este ti$o de $rocesos consisten en el calenta!iento (

en'ria!iento de un !etal en su estado slido $ara ca!?iar sus $ro$iedades '%sicas8 Con el trata!iento

t"r!ico adecuado se $ueden reducir los es'ueros internos, el ta!ao del &rano, incre!entar la tenacidado $roducir una su$erfcie dura con un interior d;ctil8 La clae de los trata!ientos t"r!icos consiste en las

reacciones #ue se $roducen en el !aterial, tanto en los aceros co!o en las aleaciones no '"rreas, (

ocurren durante el $roceso de calenta!iento ( en'ria!iento de las $ieas, con unas $autas o tie!$os

esta?lecidos8

Para conocer a #ue te!$eratura de?e elearse el !etal $ara #ue se reci?a un trata!iento t"r!ico es

reco!enda?le contar con los dia&ra!as de ca!?io de 'ases co!o el del QierroFcar?ono8 En este ti$o de

+84=149

*55

dia&ra!as se es$ecifcan las te!$eraturas en las #ue suceden los ca!?ios de 'ase ca!?ios de estructura

cristalina7 de$endiendo de los !ateriales diluidos
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_Hierro-Carbono


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cristalina7, de$endiendo de los !ateriales diluidos8

Los trata!ientos t"r!icos Qan ad#uirido &ran i!$ortancia en la industria en &eneral, (a #ue con las

constantes innoaciones se an re#uiriendo !etales con !a(ores resistencias tanto al des&aste co!o a la

tensin8 Los $rinci$ales trata!ientos t"r!icos son:

FTe!$le: Su fnalidad es au!entar la durea( la resistencia del acero8 Para ello, se calienta el acero auna te!$eratura li&era!ente !s eleada #ue la cr%tica su$erior Ac entre 455F435 [C7 ( se en'r%a

lue&o !s o !enos r$ida!ente se&;n caracter%sticas de la $iea7 en un !edio co!o a&ua, aceite,

etc"tera8

FReenido: Slo se a$lica a aceros $reia!ente te!$lados, $ara dis!inuir li&era!ente los e'ectos del

te!$le, conserando $arte de la durea ( au!entar la tenacidad8 El reenido consi&ue dis!inuir la

durea ( resistencia de los aceros te!$lados, se eli!inan las tensiones creadas en el te!$le ( se

!eGora la tenacidad, deGando al acero con la durea o resistencia deseada8 Se distin&ue ?sica!ente

del te!$le en cuanto a te!$eratura !Bi!a ( elocidad de en'ria!iento8

FRecocido: Consiste ?sica!ente en un calenta!iento Qasta la te!$eratura de austeniacin 55F

463 [C7 se&uido de un en'ria!iento lento8 Con este trata!iento se lo&ra au!entar la elasticidad,

!ientras #ue dis!inu(e la durea8 Ta!?i"n 'acilita el !ecaniado de las $ieas al Qo!o&eneiar la

estructura, afnar el &rano ( a?landar el !aterial, eli!inando la acritud #ue $roduce el tra?aGo en 'r%o

( las tensiones internas8FNor!aliado: Tiene $or o?Getio deGar un !aterial en estado nor!al, es decir, ausencia de tensiones

internas ( con una distri?ucin uni'or!e del car?ono8 Se suele e!$lear co!o trata!iento $reio al te!$le

( al reenido8

E!E>ED E!>CD - A G-CD BAC

Se do!ina co!o trata!iento t"r!ico el $roceso al #ue se so!eten los !etales con el fn de o$ti!iar sus
http://es.wikipedia.org/wiki/Templado_del_acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Revenidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Recocidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Normalizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Templado_del_acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Durezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Revenidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Recocidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Normalizado


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Se do!ina co!o trata!iento t"r!ico el $roceso al #ue se so!eten los !etales con el fn de o$ti!iar sus

$ro$iedades !ecnicas, $rinci$al!ente la durea, la resistencia ( la tenacidad8 Los !ateriales a los #ue se

e!$lea el trata!iento t"r!ico son, $ri!ordial!ente, el acero ( la 'undicin, 'or!ados $or Qierro (

car?ono8

)undicin ?lanca

Las 'undiciones ?lancas no contiene &rafto li?re, en ca!?io todo el car?ono se $resenta co!?inado co!o

)e6C8 Sus caracter%sticas son:

F EBce$cional durea ( resistencia a la a?rasin

F ran ri&ide ( 'ra&ilidad

F Po?re resistencia al cQo#ue

F Difcultad $ara lo&rar uni'or!idad de estructura !etalo&ra'%a se&;n el es$esor Desde el estado li#uido, se

'or!an cristales de ausentita #ue disuelen cada e !as car?ono Qasta lle&ar a la te!$eratura eut"ctica,

en donde el li#uido re!anente

reacciona $ara 'or!ar el eut"ctico lede?urita ( ce!entita8 Co!o la reaccin ocurre a alta te!$eratura

**55C7 la lede?urita a$arece co!o una !ecla &ruesa8

Al ?aGar la te!$eratura, la austenita se&re&a car?ono $or#ue ?aGa la solu?ilidad, de

!anera #ue da lu&ar a la $reci$itacin de ce!entita $roeutectoide !a(or!ente so?re la ce!entita (a

$resente


78/93

$resente8

A la te!$eratura eutectoide 61C7, la austenita con 5,Y de car?ono se trans'or!a en $erlita $or la

reaccin eutectoide8

La estructura t%$ica de una 'undicin ?lanca consiste en dendritas de austerita trans'or!ada $erlita7

rodeadas de una red interdendr%tica de ce!entita8

La ce!entita es un co!$uesto inter!etlico duro ( 'r&il #ue 'or!a una red interdendr%tica8 Esta

caracter%stica Qace a la 'undicin ?lanca !u( dura ( resistente al des&aste $ero 'r&il ( di'%cil de !a#uinar8

Su a$licacin esta en a#uellos lu&ares donde la resistencia a la a?rasin ( des&aste es lo !as i!$ortante

(a #ue no ad!ite nin&una888

G-CD >ABA

Los Qierros !alea?les son $rototi$os es$eciales de Qierros $roducidos $or el trata!iento t"r!ico de la

'undicin ?lanca8 Estas 'undiciones se so!eten a r%&idos controles ( dan $or resultado un !icro estructura

en la cual la !a(or%a del car?ono est en la 'or!a co!?inada de ce!entita, de?ido a su estructura la

'undicin ?lanca es dura, #ue?radia ( !u( di'%cil de !a#uinar8

La 'undicin ?lanca se $roduce en el Qorno de cu?ilote, su co!$osicin ( ra$ide de solidifcacin se$ara

coladas #ue se trans'or!arn con trata!iento t"r!ico en Qierro !alea?le8 La 'undicin ?lanca ta!?i"n se

utilia en a$licaciones donde se necesita ?uena resistencia al des&aste tal co!o en las trituradoras ( en los

!olinos de rodillos8


79/93

G-CO D-A!

Al contrario de una 'undicin &ris, la cual contiene QoGuelas de &rafto, la 'undicin nodular tiene una

estructura de colada #ue contiene $art%culas de &rafto en 'or!a de $e#ueos ndulos es'eroidales en una

!atri !etlica d;ctil8 De este !odo la 'undicin nodular tiene

Una resistencia !ucQo !a(or #ue una 'undicin &ris ( un considera?le &rado de ductilidad, estas

$ro$iedades ( otras tantas $ueden !eGorarse con la utiliacin de trata!ientos t"r!icos8

Al i&ual #ue una 'undicin &ris, este !aterial tiene la entaGa de $oseer una eBcelente \uide8 De este

!odo es $osi?le o?tener $ieas de reducidos es$esores, sie!$re #ue se ase&ure un \uGo lineal ( cal!adoa la Qora de llenar los !oldes, esto es i!$rescindi?le $ara eitar el endureci!iento de los ?ordes ( la

'or!acin de car?uros en las secciones !s del&adas8

La 'undicin nodular se 'a?rica tratando el Qierro li#uido ?aGo en au're b 5,56Y en $eso7 en

CucQara, con un aditio #ue contiene !a&nesio 5,52 a 5,50Y en $eso7 $ara lue&o ser noculado usando

una aleacin de silicio !inutos antes de ser ertido8 En &eneral, los ran&os de co!$osicin #u%!ica son

si!ilares a los de la 'undicin &ris, $ero en este caso eBiste un i!$ortante n;!ero de di'erencias8

Para o?tener la !eGor co!?inacin de resistencia, ductilidad ( tenacidad, la !ateria $ri!a de?e ser

esco&ida de !odo #ue sea ?aGa en i!$ureas8 Particular!ente de?en eitarse a#uellos ele!entos #ue

$ro!ueen la reaccin $erlifca de la !atri8

G-CO !F


80/93

En la !a#uinaria !oderna se a$lica en &ran escala la 'undicin &risV el $eso es$ecifco de las $ieas de

'undicin constitu(e en ter!ino !edio el 35Y del $eso de las !a#uinas 'a?ricadas, durante los ;lti!os 15

aos las $ro$iedades !ecnicas de las $ieas de 'undicin se Qan eleado en !as de 1 eces si en *465 "l

li!ite de resistencia a la rotura era de 65&+!!6, en el tie!$o $resente este li!ite alcana de 05F5

&+!!68 La 'undicin &ris es una aleacin de Qierro con contenido aria?le de car?ono 6F283Y7, silicio

583F183Y7, !an&aneso 583F*83Y7, 's'oro 58*F*85Y7, ( au're Qasta58*3Y7, los cuales deter!inan las

di'erenciasen las $ro$iedades de la 'undicin8 De los ele!entos indicados los !s i!$ortantes son el

car?ono ( silicio8

G->EDF -A E!E>ED EU!>CD

Es el conGunto de o$eraciones del calenta!iento $er!anente ( en'ria!iento de las aleaciones de !etales

en estado slido con el fn de ca!?iar su estructura ( conse&uir las $ro$iedades '%sicas ( !ecnicas

necesarias del !is!o8

Los trata!ientos t"r!icos con ca!?ios estructurales estn ?asados en tres ti$os &enerales de reacciones:

*8F trans'or!acin alotr$ica, #ue es la ?ase de la !a(or%a de las reacciones en los aceros8

68F Preci$itacin o eneGeci!iento cuando la solu?ilidad de una 'ase en el !aterial disolente es !a(or a

una te!$eratura #ue a otra in'erior a a#uella8

18F Desco!$osicin, #ue co!$rende la trans'or!acin de ciertas 'ases en otras, con $ro$iedades !s

conenientes ( cu(a a$licacin !s i!$ortante es la o?tencin de la 'undicin !alea?le8

Constitu(entes ( Pro$iedades del Acero


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Constitu(entes ( Pro$iedades del Acero

)ERRITA )e7

Es una solucin slida de car?ono en Qierro al'a8

Su solu?ilidad a la te!$eratura a!?iente es del orden de 5855Y de car?ono, $or lo #ue se considera

Qierro $uro8 La !Bi!a solu?ilidad de car?ono en el Qierro al'a es de 5856Y a 61[C8

La 'errita es la 'ase !s ?landa ( d;ctil de los aceros, cristalia en la red 9CC, tiene una durea de 45

9rinell ( una resistencia a la traccin de 6 @&+!!6, lle&ando Qasta un alar&a!iento del 25Y8

Al !icrosco$io se o?sera co!o &ranos $oli&onales claros8 La 'errita ta!?i"n a$arece co!o

ele!ento eutectoide de la $erlita 'or!ando l!inas $aralelas se$aradas $or otras l!inas de ce!entita8

En los aceros Qi$oeutectoides te!$lados, $uede a$arecer !eclada con la !artensita cuando el te!$le no

Qa sido ?ien e'ectuado8

CEMENTITA )e1C7

Es car?uro de Qierro )e1C ( contiene 080Y C8

Es el !icroconstitu(ente !s duro ( 'r&il de los aceros, alcanando una durea 9rinell de 55 0
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( ( & ,

Rc7 ( cristalia en la red ortorr!?ica8

PERLITA

Es el !icroconstitu(ente eutectoide 'or!ado $or ca$as alternadas de 'errita ( ce!entita8

Co!$uesta $or el Y de 'errita ( *6 Y de ce!entita, contiene el 58YC8

Tiene una durea de 635 9rinell, resistencia a la traccin de 5 @&+!!6

( un alar&a!iento del *3Y8

La $erlita a$arece en &eneral en el en'ria!iento lento de la austenita ( $or la trans'or!acin

isot"r!ica de la austenita en el ran&o de 035 a 61[C8

Su no!?re se de?e a las irisaciones #ue ad#uiere al ilu!inarla, $arecidas a las $erlas8

Si el en'ria!iento es r$ido *55F655[C+se&87, la estructura es $oco defnida ( se deno!ina SOR9ITA8

Si la $erlita la!inar se so!ete a un recocido a te!$eratura $rBi!a a 61[C, la ce!entita ado$ta

la 'or!a de &l?ulos incrustados en la !asa de 'errita, deno!inndose $erlita &lo?ular8

AUSTENITA


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Es el constitu(ente !s denso de los aceros ( est 'or!ado $or una solucin slida $or insercin

de car?ono en Qierro &a!!a8

La cantidad de car?ono disuelto, ar%a de 58Y al 6Y C #ue es la !Bi!a solu?ilidad a la

te!$eratura de **15[C8 No es esta?le a la te!$eratura a!?iente8

La austenita cristalia en la red )CC, con una durea de 155 9rinell, una resistencia a la traccin de

*55 @&+!!6( un alar&a!iento del 15 Y, no es !a&n"tica8

MARTENSITA

Es el constitu(ente de los aceros te!$ladosV est con'or!ado $or una solucin slida

so?resaturada de car?ono o car?uro de Qierro en 'errita ( se o?tiene $or en'ria!iento r$ido de los

aceros desde su estado austen%tico a altas te!$eraturas8

El contenido de car?ono suele ariar desde !u( $oco car?ono Qasta el *Y de car?ono, sus

$ro$iedades '%sicas ar%an con su contenido en car?ono Qasta un !Bi!o de 58YC8

La !artensita tiene una durea de 35 a 0 Rc, resistencia a la traccin de *5 a 635 @&+!! 6( un

alar&a!iento del 583Y al 683Y8

Es !u( 'r&il ( $resenta un as$ecto acicular 'or!ando &ru$os en i&a& con n&ulos de 05 &rados8

TROOSTITA


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TROOSTITA

Es un a&re&ado !u( fno de ce!entita ( 'errita #ue se $roduce $or un en'ria!iento de la austenita

con una elocidad de en'ria!iento li&era!ente in'erior a la cr%tica de te!$le, $or trans'or!acin

isot"r!ica de la austenita en el ran&o de te!$eratura de 355C a 055C, o $or reenido a 255C8

Sus $ro$iedades '%sicas son inter!edias entre la !artensita ( la sor?ita: tiene una durea de 255 a

355 9rinell, una resistencia a la traccin de *25 a *3 @&+!!6( un alar&a!iento del 3 al *5Y8

Es un constitu(ente nodular oscuro ( a$arece &eneral!ente aco!$aando a la !artensita ( a la

austenita8

SOR9ITA

Es ta!?i"n un a&re&ado fno de ce!entita ( 'errita8

Se o?tiene $or en'ria!iento de la austenita con una elocidad de en'ria!iento ?astante in'erior a

la cr%tica de te!$le o $or trans'or!acin isot"r!ica de la austenita en la ona de 055C a 035C, o $or

reenido a la te!$eratura de 055C8

Su durea es de 635 a 255 9rinell, su resistencia a la traccin es de a *25 @&+!! 6, con un

alar&a!iento del *5 al 65Y8

Tanto la trostita co!o la sor?ita $ueden considerarse co!o $erlita de &rano !u( fno8

9AINITA

Es el constitu(ente #ue se o?tiene en la trans'or!acin isot"r!ica de la austenita cuando la

te!$eratura del ?ao de en'ria!iento es de 635C a 355[C8

Se di'erencian dos ti$os de estructuras:

L ? i it i d t ? t ' d 355C 35[C
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La ?ainita su$erior de as$ecto ar?orescente 'or!ada a 355CF35[C8

La ?ainita in'erior, 'or!ada a 635CF255C tiene un as$ecto acicular si!ilar a la !artensita (

constituida $or a&uGas alar&adas de 'errita #ue contienen del&adas $lacas de car?uros8

La ?ainita tiene una durea aria?le de 25 a 05 Rc co!$rendida entre las corres$ondientes a la $erlita( a la !artensita8

Los constitu(entes #ue $ueden $resentarse en los aceros aleados son los !is!os de los aceros al car?ono,

aun#ue la austenita $uede ser ;nico contitu(ente ( ade!s $ueden a$arecer otros car?uros si!$les (

do?les o co!$leGos8

*8F Una !uestra de un !aterial, tiene una resistencia el"ctrica de *5 ? 8 Para una ca$acidad de

corriente de 5,66A8 Si el !aterial tiene una lon&itud de *

103

m

( un di!etro de *

@m8

Deter!inar

la conductiidad ( resistiidad del !aterial8 EB$li#ue el ti$o de !aterial el"ctrico en cuanto a dia&ra!as de?andas, a$licacin ( la circulacin de los electrones a tra"s del cristal del !aterial8


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Datos:

R. *5 ?

. 5,616

L. * 10

3m

D. * @m

allar:Conductiidad.X

9=:

Solucin:

*7


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El !aterial si es conductor(a #ue $osee una alta conductiidad( una ?aGa resistiidad

18F EB$li#ue la i!$ortancia del Ma&netis!o en la In&enier%a el"ctrica to!ando co!o eGe!$los los!ateriales !a&n"ticos corres$ondientes8


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Los 'en!enos !a&neticos 'ueron conocidos $or los anti&uos &rie&os, #uienes Qacian $ara ese

entonces la traccin de un !aterial de Qierro, al cual lla!are!os !a&netita o $iedra i!n8 Esta !a&netita

es ca$a de atraer troos de Qierro ( !antenerlos adQerida a ella contra la 'uera &raitatoria8 Este

'en!eno es conocido con el no!?re de !a&netis!o ( la !a&netita co!o un i!n natural8

En in&enieria el ter!ino !a&netis!o se usa $ara desi&nar un conGunto de $ro$iedades de las cuales

estn dotados estos cuer$os $roenientes de la ciudad en donde 'ueron descu?iertos8 El ter!ino

!a&netis!o lo usan los in&enieros $ara el estudio de los e'ectos entre los 'eno!enos electricos (

!a&n"ticos8

Electricidad ( !a&netis!o se Qa?%an inesti&ado co!o ca!$os distintos de la '%sica, Qasta #ue en

*65 el dan"s ans CQristian Oersted, descu?ri #ue eBist%a relacin entre a!?os8

Una corriente el"ctrica #ue iaGa a lo lar&o de un ala!?re conductor $roduce un ca!$o !a&n"tico

conc"ntrico8

La direccin de las l%neas del ca!$o !a&n"tico se esta?lece $or conencin utiliando la re&la de la

!ano derecQa: se to!a el ala!?re con la !ano derecQa enoli"ndolo con los dedos e indicando !ediante

el $ul&ar el sentido de la corrienteV las $untas de los cuatro dedos restantes !uestran el sentido de las

l%neas del ca!$o !a&n"tico8

Si el ala!?re $or el cual $asa una corriente se enrolla en 'or!a de es$iral solenoide7, el e'ecto del

ca!$o en su interior se re'uera ( de$ende del n;!ero de ueltas #ue ten&a el solenoide cuando $asa la

corriente8 El ca!$o $roducido es $arecido al de un i!n de ?arra8


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ste es el $rinci$io en #ue se ?asa el electroi!n8 El ca!$o !a&n"tico $roducido en el interior del

solenoide, !a&netia la ?arra de Qierro dulce o n;cleo so?re la #ue est enrollado el ala!?re ( las l%neas

del ca!$o !a&n"tico au!entan8 Entre las a$licaciones del electroi!n estn: ti!?re, tel"&ra'o, tel"'ono,

teleisores, &eneradores ( !otores8

D&tencin de electricidad del magnetismo

As% co!o una corriente el"ctrica &enera un ca!$o !a&n"tico, un ca!$o !a&n"tico $uede &enerar

una corriente el"ctrica8

El '%sico ( #u%!ico in&l"s MicQael )arada( de!ostr *1*7 #ue si se !uee un i!n dentro de una

?o?ina solenoide7 de ala!?re conductor, se o?tiene una corriente inducida8 El !is!o e'ecto $uedeo?serarse si es la ?o?ina la #ue se !uee !anteniendo fGo el i!n8 Este 'en!eno se conoce co!o

induccin electro!a&n"tica8

Si la direccin del !oi!iento se inierte, ta!?i"n inierte el sentido de la corriente inducida8

La !a&nitud de la corriente inducida es $ro$orcional al n;!ero de es$iras de la ?o?ina, a la intensidad

del ca!$o !a&n"tico ( a la ra$ide del !oi!iento entre i!n ( ?o?ina8

!-D! AUCE!CD

Aos &eneradores el"ctricos son !#uinas &eneradoras de corriente el"ctricaV la cual es inducida

!ediante el !oi!iento de una o arias ?o?inas en un ca!$o !a&n"tico8 Trans'or!a la ener&%a !ecnica

en ener&%a el"ctrica8


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u%a 1

*8F Deter!inar #ue ti$o de solucin slida se $resenta en una aleacin CuFn8 EB$licar #ue sucede con las

$ro$iedades de durea, alar&a!iento, resistencia a la traccin, conductiidad el"ctrica ( t"r!ica al

$roducirse este ti$o de aleacin8

Aleaciones endurecidas $or solucin slida Un ?uen n;!ero de aleaciones ?ase co?re contiene


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Aleaciones endurecidas $or solucin slida8 Un ?uen n;!ero de aleaciones ?ase co?re contiene

&randes cantidades de ele!entos de aleacin en solucin con el co?re, tal co!o a$arece en el dia&ra!as

de e#uili?rio re$resentado en la f&uras si&uiente:

La aleaciones co?reFinc o latones, con !enos del 25Y de n 'or!an soluciones slidas !ono'sicas

de inc en co?re, con las $ro$iedades corres$ondientes a la estructura cristalina '8c8c8 del co?re8 Las

$ro$iedades !ecnicas au!entan con'or!e se elea el contenido en n, sin dis!inucin a$recia?le del

alar&a!iento o ductilidad8 En el ran&o de co!$osiciones entre el 13 ( 25Y de n, la aleacin 'or!a una

se&unda 'ase#ue su're una trans'or!acin eutectoide al dis!inuir la te!$eratura8 Es $or esto ;lti!o

#ue el contenido de n se li!ite al 13Y $ara o?tener una estructura !ono'sica #ue $uede ser

con'or!ada en 'r%o ( $or lo tanto endurecida $or de'or!acin8 La adicin de !an&aneso a la aleacin

$ro$orciona una eleada resistencia de 'or!a #ue a esta aleacin se deno!ina ?ronce al !an&aneso8


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68F EB$lica los constitu(entes ( las $ro$iedades de una aleacin de acero a 5,1Y ( 6*5 &rados Cent%&rados

( una 'undicin a 2,1 Y ( 6*5 &rados cent%&rados de acuerdo al dia&ra!a8

Solucin:

a8 Para 5,1Y ( 6*5

*7 El ti$o de !aterial AceroFierro es un Ni$o eutectoide

67 Para la te!$eratura de 6*5 se conierte en Luste!ita

17 Para este Y tiende a decrecerV es decir, #ue su te!$eratura dis!inu(e cuando au!enta el Y

de $urea, ( crece cuando dis!inu(e el Y de $urea827 Se Qalla en estado l%#uido a esta te!$eratura

?8 Para 2,1Y ( 6*5

*7 Para este Y tene!os una 'undicin ?lanca67 Es del ti$o Ni$o Eutectica17 Tiende la 'undicin a solidifcarse en &ranito al dis!inuir la te!$eratura27 Cuando el Y es del 2,1Y la cura de 'uncin iene en 'or!a decreciente (a #ue ?usca un

nueo $unto cr%tico8 Este $unto cr%tico tiende a estar !u( cerca de este Y8


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