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Propiedades mecánicas de aleaciones según microestructura y obtención, Apuntes de Ciencia de materiales

Las propiedades y características mecánicas de las aleaciones según su microestructura y método de obtención. Se estudian ejemplos de aleaciones de sistema cu-ni y aluminio-silicio, donde se analiza cómo la distorsión reticular y la composición de la aleación influyen en las propiedades mecánicas. Además, se discute el comportamiento de las mezclas eutécticas y la importancia de su forma en la absorción de energía por impactos.

Tipo: Apuntes

2019/2020

Subido el 16/04/2020

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david-marinero 🇪🇸

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Ciencia de materiales COMPLEMENTARIOS TEMA: 4 Lucas&David&Marinero&Martín
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1. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS ALEACIONES SEGÚN SU MICROESTRUCTURA.
a) SOLUIONES SÓLIDAS.
En general, en un sistema de aleación que da lugar a una serie continua de soluciones sólidas, la
mayoría de las propiedades son causadas por distorsión en la red cristalina. Vamos a estudiar un
ejemplo, las aleaciones recocidas del sistema Cu-Ni:
La resistividad eléctrica depende de la
distorsión reticular. Como la resistividad
eléctrica aumenta según se ade
aleante, y ambos metales se pueden
considerar como aleante o disolvente, la
máxima resistividad se dará en la
concentración 50%Cu - 50%Ni.
Ocurre algo parecido con la resistencia
física, aumenta según nos acercamos por
ambos extremos de la tabla al 50/50. En
realidad, la máxima resistencia física se
obtiene con 2/3 Ni y 1/3 Cu, esta
aleación recibe el nombre de Monel.
b) SOLUIONES EUTÉCTICAS.
En la figura 6.20 se muestra que hay una relación lineal entre los constituyentes de la microestructura y
la composición de la aleación para un sistema eutéctico. Esto parecería indicar que las propiedades
físicas y mecánicas de un sistema eutéctico también deberían mostrar una variación lineal; en la
práctica, sin embargo, es raro encontrar este comportamiento ideal.
Las propiedades de cualquier aleación multifásica dependen de las características individuales de las
fases, y la forma en las que estas últimas se encuentres distribuidas en la microestructura. Las
propiedades de resistencia, dureza y ductilidad, se relacionan con el tamaño, número, distribución y
propiedades de los cristales en ambas fases.
En muchos sistemas de aleaciones eutécticas importantes desde el punto de vista del comercio, una
fase es relativamente débil y plástica, en tanto que la otra es relativamente dura y frágil. Por lo que, la
mezcla eutéctica mostrará resistencia máxima. Esto se puede ver en la figura 6.31.
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1. PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS ALEACIONES SEGÚN SU MICROESTRUCTURA. a) – SOLUIONES SÓLIDAS. En general, en un sistema de aleación que da lugar a una serie continua de soluciones sólidas, la mayoría de las propiedades son causadas por distorsión en la red cristalina. Vamos a estudiar un ejemplo, las aleaciones recocidas del sistema Cu-Ni: La resistividad eléctrica depende de la distorsión reticular. Como la resistividad eléctrica aumenta según se añade aleante, y ambos metales se pueden considerar como aleante o disolvente, la máxima resistividad se dará en la concentración 50%Cu - 50%Ni. Ocurre algo parecido con la resistencia física, aumenta según nos acercamos por ambos extremos de la tabla al 50/50. En realidad, la máxima resistencia física se obtiene con 2/3 Ni y 1/3 Cu, esta aleación recibe el nombre de Monel. b) – SOLUIONES EUTÉCTICAS. En la figura 6.20 se muestra que hay una relación lineal entre los constituyentes de la microestructura y la composición de la aleación para un sistema eutéctico. Esto parecería indicar que las propiedades físicas y mecánicas de un sistema eutéctico también deberían mostrar una variación lineal; en la práctica, sin embargo, es raro encontrar este comportamiento ideal. Las propiedades de cualquier aleación multifásica dependen de las características individuales de las fases, y la forma en las que estas últimas se encuentres distribuidas en la microestructura. Las propiedades de resistencia , dureza y ductilidad , se relacionan con el tamaño, número, distribución y propiedades de los cristales en ambas fases. En muchos sistemas de aleaciones eutécticas importantes desde el punto de vista del comercio, una fase es relativamente débil y plástica, en tanto que la otra es relativamente dura y frágil. Por lo que, la mezcla eutéctica mostrará resistencia máxima. Esto se puede ver en la figura 6.31.

2 En la figura 6.31 se puede observar que la resistencia tensil es máxima en las proximidades de la mezcla eutéctica. Lo que significa que cuanto menor sea el tamaño del grano, más resistente a la tensión. Podemos ver el diagrama de la aleación aluminio-silicio en la figura 6.21. Un aspecto muy importante a tener en cuanta es el siguiente. Como la mezcla eutéctica es la última fase de la aleación en solidificar, rodeará por completo todos los granos del material, actuando como una matriz; por lo que si la mezcla tiene un comportamiento plástico, la aleación en frio mostrará cierta plasticidad, si fuese frágil ocurriría lo mismo al final. Debido también a que la fase eutéctica posee una estructura como la que se muestra en el dibujo, actuará como una especie de “almohadilla”, produciendo una mejora en cuanto a la absorción de energía por impactos, o sea, en su tenacidad. A continuación se presentan algunas mezclas al microscopio. Se dice que la mezcla eutéctica tiene forma de huella dactilar. Fase eutéctica. Ale ación c on 6 0% S n Me zc la Eu té c tic a. Pb-S n Ale ación c on 7 0% S n. Estaría interesante observar (que es algo obvio, pero bueno) que la mezcla eutéctica se encuentra en el 61,9% de Sn. Esto significa que a ambos lados, la mezcla ira cogiendo mayor concentración de los dos aleantes: Sn y Pb.