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Auteur Author: federico.rinaldi
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Description 

Defina y clasifique defectos e impurezas en cristales

Defectos de punto
Son alteraciones o discontinuidades puntuales de la red cristalina provocadas por uno o varios
átomos. Se originan por el movimiento de átomos durante el calentamiento o el procesado del
material, introducción de impurezas o por aleación

Vacantes y autointersticiales
La vacante es el más simple de los defectos puntuales, y es un lugar normalmente ocupado por
un átomo ahora ausente. Se producen durante la solidificación y como consecuencia de
vibraciones.

Un defecto autointersticial es un átomo de un cristal que se ha desplazado a un lugar
intersticial, un espacio vacío pequeño de la red que no debería estar ocupado.

Impurezas en sólidos – ALEACIONES
Adicionando átomos de impurezas a un metal se forma una disolución sólida y/o una nueva
segunda fase, dependiendo del tipo de impureza, de su concentración y de la temperatura de
aleación.

Disoluciones solidas
Se forma cuando, al adicionar átomos de soluto a un material disolvente, la estructura cristalina
se mantiene y no se forma ninguna otra nueva estructura.

Una disolución solida es composicionalmente homogénea, los átomos de impurezas se
dispersan libre y uniformemente dentro del sólido. En las disoluciones solidas aparecen defectos
puntuales sustitucionales e intersticiales, debido a las impurezas.

Los sustitucionales ocurren cuando los átomos de impurezas o soluto reemplazan o sustituyen
a los átomos del disolvente.

En disoluciones solidas intersticiales los átomos de las impurezas llenan los intersticios
atómicos del disolvente. Los diámetros atómicos de las impurezas intersticiales deben ser
considerablemente menores que los del disolvente.



Defina difusión en un sólido y describa sus mecanismos
La difusión es el mecanismo por el cual la materia es transportada a través de ella misma.

- Un lugar vecino vacío.
- El átomo debe tener suficiente energía (vibratoria) como para romper los enlaces con
los átomos vecinos y distorsionar la red durante el desplazamiento.

La difusión atómica en metales y aleaciones es importante ya que se puede dar la formación
de núcleos y crecimiento de nuevos granos.

MECANISMOS DE DIFUSIÓN
Difusión por vacantes o sustitucional - Difusión intersticial




Describa el diagrama de tensión-deformación obtenido de un ensayo de tracción
para un acero. Indique al menos 3 propiedades del material que se obtengan del
mismo.
El ensayo de tracción consiste en deformar una probeta
hasta la rotura, aplicándole un esfuerzo de tracción que
crece gradualmente y se aplica uniaxialmente a lo largo de
la probeta.
Con los valores de fuerza y elongación de la probeta, se
obtienen valores de tensión y deformación, con estos se realiza el gráfico tensión-
deformación.

Qué aceros son adecuados para efectuar sobre ellos los tratamientos de cementado
y nitrurado? Por qué?
Son tratamientos en los que, además de los cambios en la estructura del acero también se
producen cambios en la composición química de su capa superficial, adicionando otros
elementos para mejorar determinadas propiedades en la superficie.

Consiste en incrementar la dureza superficial de una pieza de acero de bajo carbono,
aumentando la concentración de carbono en su superficie (mediante difusión)al rodearla de un
producto carburante y calentarla a una temperatura adecuada. El tratamiento logra aumentar
el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose por medio de temples y revenidos,
una gran dureza superficial, resistencia al desgaste, buena tenacidad en el núcleo y aumento de
la resiliencia. Se realiza con piezas que deben ser resistentes a golpes y la vez al desgaste

No todos los aceros son aptos para el tratamiento de nitruración. Los aceros de nitruración son
aceros de medio carbono que contienen fuertes formadores de nitruros como el Cr, Al, V y Mo.
Los mejores resultados de nitruración se obtienen en aceros que contienen aluminio (0,85 al
1,50% Al) y un contenido suficientemente alto de cromo.

Describa qué es un polímero y cómo se clasifican.
Se define como una cadena de átomos de carbono de gran
longitud, donde una parte se repite muchas veces.
CLASIFICACIÓN:

- En base al tipo de enlace entre las cadenas poliméricas: Enlace covalente (fuerte) y
Enlace de Van der Waals (débil).
- En base a la localización de los enlaces primarios y secundarios: Polímero lineal,
ramificado o entrecruzado y reticulado.
- En base a su comportamiento frente a la temperatura: Termoestables o
Termoplásticos
- Según diferentes arreglos secuenciales.
Fundición Blanca:


Las fundiciones blancas no contienen grafito libre, en cambio
todo el carbono se presenta combinado como Fe2C. Como el
hierro fundido blanco contiene una cantidad de cementita
relativamente grande hace al hierro fundido duro y
resistente al desgaste, pero extremadamente frágil y difícil
de maquinar. *Lo blanco es cementita y lo negro es perlita


Fundición Gris:

Es la que más se utiliza en la industria. Su estructura está formada por una matriz metálica
conteniendo grafito precipitado en forma de láminas de diversos tamaños y grosores

Las principales características de las fundiciones grises son:

− Excelente colabilidad.
− Buena resistencia al desgaste.
− Excelente respuesta a los tratamientos térmicos de endurecimiento superficial.
− Poca resistencia mecánica.
− Frágiles.
− Tiene una baja resistencia a la tracción y ductilidad; por lo tanto su resistencia al impacto
es inexistente.
− No sufren deformaciones plásticas.

En este tipo de hierro fundido, la mayor parte del carbono está en estado primario o grafito. La
tendencia de la cementita a separarse en grafito y austenita es favorecida controlando la
composición y velocidad de enfriamiento de la aleación.
Fundición Maleable:

Esta fundición tiene como objetivo ablandar la fundición blanca y convertirla en un material
tenaz. La fundición maleable se obtiene a partir de la fundición blanca por calentamiento
prolongado en atmósfera inerte (para prevenir la oxidación) a temperaturas entre 800 y 900
°C.

Bajo estas condiciones la cementita se descompone para dar grafito en forma de racimos o
rosetas dentro de la matriz ferrítica o perlítica de modo similar a la de la fundición esferoidal.

El propósito de la maleabilización es convertir todo el carbono combinado presente en el hierro
blanco en nódulos irregulares de carbono revenido (grafito) y ferrita. Los núcleos de grafito
crecen a rapideces aproximadamente iguales en todas las direcciones y por último aparecen
como nódulos o esferoides irregulares, generalmente llamados carbono revenido.




Fundición Nodular:

Este hierro también se conoce como hierro dúctil, hierro de grafito esferoidal o hiero
esferulítico. Es hierro fundido en el que el grafito está presente como pequeñas bolas o
esferoides.
Este tipo de fundiciones se desarrolló para reducir el problema de fragilidad y baja resistencia
de las fundiciones con grafito en forma laminar, transformando el grafito en forma de pequeñas
esferas. Estos nódulos de grafito se obtienen adicionando Cerio o Manganesio (Nodulizantes o
Floculantes) directamente en bruto de fusión (Estado Liquido) sin necesidad de tratamientos
térmicos posteriores.

El contenido de carbono es el mismo que el de la gris, pero la diferencia reside en que se agregan
aleantes especiales llamados inoculantes, como el Magnesio y el Cerio, que nodulizan el grafito.
Esta operación se realiza en la
cuchara antes del colado ya que el
efecto de los inoculantes dura
poco tiempo.
Se debe controlar especialmente el
contenido de Azufre en la aleación
ya que éste neutraliza
enérgicamente el efecto de los
inoculantes.
13. Materiales Compuestos
Un material compuesto es un sistema de materiales formado por una mezcla o combinación debidamente
dispuesta de dos o más micro o macroconstituyentes con una intracara que los separa, que difieren en
forma y composición química y son esencialmente insolubles entre sí.

Es decir, son aquellos formados por dos o más materiales distintos sin que se produzca reacción química
entre ellos. En todo material compuesto se distinguen dos componentes:
● LA MATRIZ, componente que se presenta en fase continua, actuando como ligante
● EL REFUERZO, en fase discontinua, que es el elemento resistente.

La fracción de volumen de las dos fases influye en el comportamiento del material compuesto, las
propiedades mecánicas aumentan al incrementar el contenido de partículas.
Sus características mecánicas se pueden calcular con ayuda de la regla de las mezclas, así por ejemplo,
podemos calcular su densidad:




Clasificación Una primera clasificación es la que analiza el tipo de matriz, distinguiéndose los siguientes
tipos:
● materiales compuestos de matriz METÁLICA o MMC (METAL MATRIX COMPOSITES),
● materiales compuestos de matriz CERÁMICA o CMC (CERAMIC MATRIX COMPOSITES)
● materiales compuestos de matriz de CARBON
● materiales compuestos de matriz ORGÁNICA o RP (REINFORCED PLASTICS) y dentro de estos, son
los más utilizados:
▪ los CFRP (CABON FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales
compuestos de fibra de carbono con matriz orgánica
▪ los GFRP (GLASS FIBER REINFORCED PLASTICS) o materiales
compuestos de fibra de vidrio con matriz orgánica.


Las matrices orgánicas (más vulgarmente conocidas como plásticos) pueden ser:
● TERMOPLÁSTICOS, usadas en aplicaciones de bajos requisitos, aunque se están empezando a
emplear termoplásticos avanzados ...

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