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Capítulo 1 Preguntas Para
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DEFECTOS CRISTALINOS EN MATERIALES FERROSOS
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30/06/2015
Resumen
En este trabajo se expone los defectos cristalinos más comunes que se puede dar en ma ferrosos en estado sólido, estudios realizados sobre defectos en estructuras cristalinas d materiales manifiesta que existen cuatro tipos tipos de defectos comúnmente conocido defectos puntuales, lineales lineales o dislocaciones, planares planares o de superficie, y volumétrico; ca de ellos se ven influenciado influenciados s por la forma en que tiene lugar la disposición de los átomos por efectos del tipo de nucleación y su crecimiento al solidificarse, por adición de otros ele llamados impurezas impurezas a la colada para ayudar en la solidificación, solidificación, por deformación plást tratamiento térmico y principalmente por la temperatura. A estos defectos no se los con prejudiciales prejudiciales en su totalidad, más bien son muy importantes ya que al darle especial ate un tratamiento tratamiento particular particular adecuado mejoran las las propiedades propiedades de los materiales ferroso Introducción Los materiales cristalinos suponen presentar un ordenamiento ordenamiento perfecto de de los átomos en toda su estructura, sin embargo embargo un sólido sólido con tales características no existe: todos tienen gran número de defectos e imperfecciones de diferente tipo. Es más, muchas de las propiedades de los materiales son susceptibles a imperfecciones imperfecciones cristalinas. Esta influencia influencia no siempre es negativa, sino que algunas características específicas se consiguen deliberadamente introduciendo cantidades controladas de estos defectos de forma particular particular [1,3] Defecto cristalino.- Es cristalino.- Es una irregularidad irregularidad de red en la cual una o más de sus dimensiones son del orden de un diámetro atómico. La clasificación de las imperfecciones cristalinas se realiza frecuentemente según la geometría o las dimensiones del defecto [1]. Por otro lado los tipos de defectos o imperfecciones imperfecciones se pueden clasificar en: Defectos puntuales; Intersticiales, Intersticiales, sustitucionales Defectos lineales lineales o dislocaciones; dislocaciones; De
normalmente ocupado por un ausente. Las vacantes se producen la solidificación a temperaturas elev como consecuencia de daños por ra y también como consecuencia vibraciones, que desplazan los áto sus posiciones reticulares normales El número de vacantes depende temperatura y se determina por la ex [1]. Q (− ) kT
N v = N0 e
Donde No: número total de lugares ocupa átomos; Q: energía de activación en Joule/mol; K: constante de Boltzma Boltzma -23 de los gases en 1,38 x 10 J/átomo 8,62x10-5 eV/átomo-K, 1,987 cal 8,31 J/mol °K) dependiendo de las un de Qv.
En la mayoría de los metales, al lle temperatura de fusión la fracc Sign up to vote on this title vacantes N v/N es del orden de 10 useful lugares ocu Useful Not vacante por cada 10000 Un defecto intersticial es intersticial es un átom cristal que se ha desplazado a u
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sustitución grande, (e) defecto de Frenkel, (f) Defecto de Schottky. Todos estos defectos perturban el arreglo perfecto de los átomos que lo rodean [3].
Defectos lineales dislocaciones.- Los defectos lineales o dislocaciones en los sólidos cristalinos son defectos que provocan una distorsión de la red centrada en torno a una línea. Las dislocaciones se crean durante la solidificación de los sólidos cristalinos. También se pueden formar en la deformación plástica o permanente de los sólidos cristalinos, por condensación de vacantes y por desajuste atómico en las disoluciones sólidas [2].
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deslizamiento o vector de Burger dislocación helicoidal es paralelo de dislocación, como se muestra en 3b.
Figura 3. Formación de una dislocación helicoi cristal donde se aplican esfuerzos cortantes paralel del corte arriba y abajo formando una dislo helicoidal, b) Se presenta una dislocación helico deslizamiento o vector de Burgers b paralelo a dislocación.
Dislocación mixta. La mayoría dislocaciones en los cristales son mixto, y tienen componentes de a helicoidales. En la línea de disl curvada AB de la figura 4, la disloca de tipo helicoidal puro a la izquie You're Reading a Preview donde entra en el cristal y de tipo d Unlock full access with apura free trial. a la derecha por donde deja a En el interior del cristal, la dislocació tipoTrial mixto, con componentes en a Download With Free helicoidales [2,3].
Figura 2. Dislocaciones o defectos de borde: a) Dislocación de arista positiva en una red cristalina. El defecto lineal está justo encima de la “te” invertida, _ |_, donde se ha insertado un medio plano adicional de átomos. b) Dislocación de arista que indica la orientación de su vector de Burgers o de deslizamiento b. c) Movimiento de átomos por aplicación de esfuerzos en la estructura cristalina .
Dislocación helicoidal.- Puede formarse en un cristal perfecto al aplicar esfuerzos
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Figura 4. Dislocaciones mixtas en un cristal. L dislocación AB es del tipo helicoidal pura cuando cristal a la izquierda y del t ipo arista pura cuando de
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Este punto ilustra con mayor claridad la importancia de los defectos en el desempeño de los materiales [2,4]. Maclas o bordes de maclas.- Es otro ejemplo de un defecto planar y se define como una región en la que existe una imagen de espejo de la estructura a través de un plano o un borde. Los bordes gemelos se forman cuando un material se deforma permanentemente o de manera plástica (macla de deformación). También pueden aparecer durante el proceso de recristalización en el que los átomos se vuelven a situar en un cristal deformado (macla de templado), pero esto sólo ocurre en algunas aleaciones FCC. Como el nombre lo indica, las maclas se forman en pares. De manera similar a las dislocaciones, los bordes gemelos tienden a reforzar a un material [2].
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Solución:
Q V N A Au exp = kT A Au
NV = N exp =
(6.023 x 10 23 atoms / mol)(19.32 g / cm 3 ) 196.9 g / mol
exp
0.98
(8.62 x 10
5
eV
18 -3 24 = 3.65 x 10 cm = 3.65 x 10
Conclusiones: Se determina que los defectos cri más conocidos en los materiales f son los puntuales, lineales, planare superficie, y volumétricos, éste últim caso en el resulta del conjun imperfecciones puntuales, además defectos se producen ya se solidificación sustitucional e interstic deformación plástica, tratamientos té etc.; influenciados además temperatura. Para conocer el núm vacantes en una cantidad de materi puede realizar mediante la ex matemático que es función temperatura y de la energía de ac que poseen los átomos. En el expuesto se pone en evidencia la ap de la expresión matemática y se de el número de vacantes en este caso You're Reading a Preview oro.
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Bibliografía: [1] Trial Callister, William. 2012. Introducc Download With Free Ciencia e Ingenieria de Materiales. Defectos volumétricos.- Los defectos Reverté, 2012. págs. 71, 72,73. IS volumétricos o tridimensionales se forman 978-84-291-7253-9. cuando un grupo de átomos o de defectos [2] Smith, William. 2006. Fundament puntuales se unen para formar un vacío Ciencia e Ingeniería de Materiale tridimensional o poro. De manera inversa, un México : McGRA grupo de átomos de alguna impureza puede INTERAMERICANA EDITORES, S C.V., 2006. págs. 143, 144,145,1 unirse para formar un precipitado ISBN 970-10-5638-8 tridimensional. El tamaño de un defecto Sign up to vote on this title [3] Askeland, R. 2011. Ciencia e Ing volumétrico puede variar desde unos Useful Not useful de Materiales. 6ta. Stamford City cuantos nanómetros hasta centímetros o, en Cengage Learning, 2011. págs. 12 ocasiones, puede ser mayor [2]. ISBN-13: 978-0-495-29602-7. Figura 5. Muestra varias maclas de templado en la microestructura del latón.
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