VECTOR DE BURGERS

En la naturaleza realmente no existen cristales perfectos, por lo que las propiedades fsicas y mecnicas de un material como la conductividad y la conformacin de aleaciones se ven afectadas por estas imperfecciones. Las imperfecciones en la red cristalina de un material segn su forma y geometra, resumindolas dependiendo del nmero de dimensiones que afectan en la estructura.Los defectos lineales o dislocaciones son defectos que provocan una distorsin de la red centrada en torno a una lnea que se crean generalmente en la solidificacin de los slidos cristalinos o en las deformaciones plsticas de los mismos.Las dislocaciones pueden darse de tipo arista o de tipo helicoidal y, dislocaciones mixtas si tiene caractersticas de cada una de las anteriores.El Vector Burgers es el vector de la red cristalina que representa la magnitud y direccin del desplazamiento que sufren los tomos de la red a lo largo de la dislocacin. Cabe resaltar que este es perpendicular a la lnea del deslizamiento.Tambin se puede definir el vector Burgers como el vector necesario para cerrar un circuito en una red cristalina con una dislocacin.El vector de Burgers es siempre el mismo para toda la dislocacin (todos los tomos en el corte hipottico se desplazan la misma cantidad). Sin embargo, puede existir ambigedad al definir el sentido del vector de Burgers pues depende del sentido en que hagamos el circuito o de la cara del plano perpendicular que consideremos.Por tanto, es importante seguir siempre el mismo sentido al trazar la lnea cerrada, ya que esto influir sobre el signo del vector de Burgers.La orientacin relativa de la lnea de dislocacin respecto al vector de Burgers permite caracterizar el tipo de dislocacin, de forma que cuando la lnea de dislocacin discurre paralela al vector de Burgers estamos ante una dislocacin helicoidal, mientras que las lneas de dislocacin perpendiculares al vector pertenecen a dislocaciones en arista, tambin llamadas de Taylor o de borde. En las dislocaciones mixtas, el ngulo entre su lnea de dislocacin y el vector de Burgers puede tomar cualquier valor.

Para calcular el Vector Burgers primero se traza una lnea cerrada alrededor de la dislocacin. La misma lnea se traza en una zona de red perfecta. El vector necesario para cerrar esta ltima corresponde al vector de Burgers (b)

La determinacin del vector de Burgers de las dislocaciones en materiales con elevada anisotropa elstica es complicada, ya que los criterios de extincin tradicionales que establecen que la imagen de una dislocacin es invisible siempre que g.b=0 y g.b^u=0 no son, en general, vlidos en el caso de medios fuertemente anistropos. Por ello, se han desarrollado diversas tcnicas que permitan analizar las dislocaciones presentes en materiales anistropos. La tcnica ms utilizada es la comparacin con imgenes simuladas, en la que el vector de Burgers corresponde a aquel utilizado en la simulacin que mejor ajuste con la imagen experimental. Sin embargo, este mtodo resulta ser bastante complejo, especialmente en los casos de dislocaciones paralelas a las superficies de la muestra. Por otro lado, la Difraccin Electrnica en Haz Convergente con Gran ngulo (LACBED: Large Angle Convergent Beam Electron Diffraction) ha demostrado ser una tcnica muy til para la identificacin del vector de Burgers de las dislocaciones en materiales istropos, aunque su aplicacin a medios anistropos an est en entredicho.El Vectror Burgers puede ser determinado mediante el Circuito de Burgers mostrado a continuacin

La principal utilidad del vector de Burgers es en el clculo de las tensiones a lo largo de una dislocacin. Una descripcin completa de las tensiones alrededor de una dislocacin implicara un conocimiento exhaustivo de los potenciales de interaccin atmicos. Sin embargo, si excluimos el ncleo de la dislocacin, podemos describir el resto del material como un medio elstico y calcular las tensiones asociadas a la dislocacin, puesto que, conociendo el vector de Burgers, es posible conocer el desplazamiento atmico entorno a ella.Tambin es utilizado para calcular la fuerza sobre una dislocacin, por unidad de longitud, me diante la expresin:

METODO ASTM

Una de las mediciones microestructurales cuantitativas ms comunes es aquella del tamao de grano de metales y aleaciones. Numerosos procedimientos han sido desarrollados para estimar el tamao de grano, estos procesos estn sintetizados en detalle en la norma ASTM E112.

Norma ASTM E112Mtodo estndar para la determinacin del tamao de grano.La norma describe distintos mtodos para la medicin del tamao de grano, los cuales se clasifican de acuerdo con el grfico siguiente:

Procedimiento de ComparacinInvolucra la comparacin de la estructura de grano con una serie de imgenes graduadas.

Procedimiento PlanimtricoInvolucra el conteo del nmero de granos dentro de un rea determinada.

Procedimiento de InterseccinInvolucra el conteo de los granos interceptados por una lnea de ensayo o el nmero de intersecciones de la lnea con los bordes de grano.

DESCRIPCION DEL METODO Para poder realizar mediciones sobre las imgenes obtenidas en el microscopio es necesario ajustar el tamao de la imagen en el papel de manera que no se modifique la magnificacin obtenida mediante el microscopio. En las imgenes de abajo se midi, mediante la observacin de una reglilla en el microscopio, el tamao real de las imgenes observadas. A partir de estopuede ajustarse el tamao de las imgenes para que no se vea modificado el zoom obtenido mediante el microscopio. Tamao real de las imgenes observadas bajo el microscopio ptico, utilizando el ocular de 10xy los objetivos de 5x, 10x, 20x, y 40x. (Magnificacin total = Mag. Oc. * Mag. Obj.).

Para que las imgenes capturadas respeten la magnificacin del microscopio, la circunferencia de las imgenes debern tener en la hoja un dimetro de 175mm. De esta manera, las distancias medidas sobre el papel estarn relacionadas con las distancias reales sobre la probeta mediante la magnificacin M utilizada en el microscopio.

Procedimiento de ComparacinEn el laboratorio se cuenta con un ocular especial para la medicin del tamao de grano mediante el procedimiento de comparacin. En la fotografa deabajo se observan las distintasplantillas de comparacin visualizadas a travs de dicho ocular. El crculo exterior tiene un dimetro de 175mm, y debe coincidir con el borde de la imagen dela micrografa para respetar las magnificaciones. El nmero de cada plantilla corresponde al tamao de grano G si se est observando laprobeta con una magnificacin de 100x.En caso de utilizar otra magnificacin debe corregirse este valor mediante la suma del factor de correccin Q.

Procedimiento PlanimtricoLa imagen de abajo muestra en el centro un crculo con una superficie de 5000mm2.El crculo exterior tiene un dimetro de 175mm, y debe coincidir con el borde de la imagen de la micrografa para respetar las magnificaciones. El tamao de grano G se calcula a partir de las tablas 4 y 5 de la Norma ASTM E112.

Procedimiento deInterseccinLa imagen de abajo muestra las distintas geometras utilizadas en la medicin del tamao de grano mediante el procedimiento de interseccin. Las cuatro lneas rectas de la imagen corresponden al mtodo de Heyn. El mtodo de Hilliard utiliza una circunferencia generalmente de 100, 200 o 250 mm de permetro. Las tres circunferencias de la imagen corresponden al mtodo de Abrams (entre las tres suman una longitud de 500mm).

Reglas de conteoUna intercepcin es un segmento de la lnea de ensayo que pasa sobre un grano. Una interseccin es un ponto donde la lnea de ensayo es cortada por un borde de grano. Cualquiera de los dos puede contarse con idnticos resultados en un material monofsico. Cuando se cuentan intercepciones, los segmentos al final de la lnea de ensayo que penetran dentro de un grano, son anotados como media intercepcin. Cuando se cuentan intersecciones, los puntos extremos de la lnea de ensayo no son intersecciones y no son contados excepto cuando tocan exactamente un borde de grano, entonces debe anotarse interseccin. Una interseccin coincidente con la unin de tres granos debe anotarse como 1 1/2.

SITUACION PROBLEMA: Como afecta el nmero de grano y los lmites de grano a una columna metlica que soporta un muelle en la baha.SOLUCION: Cuando en una columna se tienen muchos granos, esta posee mayor resistencia y por tanto mayor capacidad de soportar grandes pesos, debido a que se crean grandes fuerzas entre cada uno de los granos haciendo la columna ms fuerte. Por otra parte, al tener muchos granos tambin se tienen muchos lmites de granos, los que pueden representar un gran problema para la columna, que por el hecho de ser de una baha se encuentra expuesta a la salinidad y al ambiente, tiene gran debilidad frente a la corrosin y el desgaste debido precisamente a los lmites de granos que presenta la columna por donde se contamina el material y se va desmejorando, perdiendo resistencia.BIBLIOGRAFIA Defectos de las estructuras cristalinas. Disponible en lnea en: http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/defectos_cristales.pdf Dislocaciones en cristales. Disponible en lnea en: http://www.unav.es/adi/UserFiles/File/4000002037/Tema%205.pdf Tamao de grano: Disponible en lnea en: http://www.mailxmail.com/curso-metalografia/metodos-determinar-tamano-grano Metodo ASTM para determinar nmero de grano. Disponible en lnea en: http://es.scribd.com/doc/233286102/ASTM-E112-TAMANO-DE-GRANO-pdf

TRABAJO DE CIENCIA DE LOS MATERIALESVECTOR BURGERS Y ASTM

CISTIAN CARAZO ACOSTADEWYN FIGUEROA FRANCO

PRESENTADO A ADALBERTO MATUTE

PROGRAMA DE INGENIERIA QUIMICAFACULTAD DE INGENIERIAUNIVERSIDAD DE CARTAGENA

CARTAGENA DE INDIAS D.T. Y CCOLOMBIA 2014