Equilibrio En Metales Puros

1. Equilibrio en Metales Puros:

a) Redes de Bravais, granos y límites de granos: La celda unitaria es la subdivisión de una red que sigue conservando las características de toda la red al apilar celdas unitarias idénticas se pueden construir toda la red. Hay siete arreglos únicos, llamados sistemas cristalinos, que llenan el espacio tridimensional. Son los sistemas cubico, tetragonal,ortorrómbico, romboédrico, hexagonal, monoclínico y triclínico, aunque existen estos siete sistemas cristalinos hay un total de 14 arreglos distintos de puntos de red, que son variantes de estos 7 sistemas. Son arreglos únicos llamados redes de Bravais, en honor al francés Auguste Bravais (1811-1863), uno de los primeros cristalografos, como por ejemplo las estructuras, BCC, FCC, HCP que son comunes entrelos metales, un conjunto de red de un mismo arreglo que posee una misma dirección cristalográfica se llama grano, un metal puede estar formado de un grano (monocristal) y por un equilibrio de múltiples de ellos (policristalino), en un metal policristalino sus granos están delimitados ya que estos están desalineados, estás fronteras se llaman límites de grano, las celdas unitarias poseen pequeñosagujeros entre su arreglo atómico que se puede llenar con átomos de otros elementos para formar aleaciones y soluciones sólidas, estos espacios se llaman sitios intersticiales que puede por ejemplo en un arreglo FCC de Hierro a alta temperatura ser relleno de carbono para formar austenita para luego producir acero de lo cual se hablara en el tema de equilibrio de aleaciones.
b) Nucleación ycrecimiento, equilibrio entre dendritas y crecimiento planar: Una vez que se forman los núcleos solidos de una fase (en un líquido o en otra fase solida), comienza el crecimiento conforme se fijan los átomos a la superficie del sólido. En esta descripción, nos concentraremos en la nucleación y crecimiento de cristales en un líquido. La naturaleza del crecimiento de los núcleos solidos depende de cómose elimina el calor del material fundido. Examinemos por ejemplo, el vaciado de un metal fundido en su molde. Supondremos que tenemos un metal casi puro, y no una aleación, porque la mayoría de los casos las aleaciones poseen intervalo de solidificación de un metal puro, se deben eliminar dos clases de calor: Calor especifico del líquido y el calor latente de fusión; el calor especifico es el quese requiere para cambiar un grado la temperatura de un peso unitario del material. Primero se debe eliminar el calor específico, ya sea por radiación a la atmosfera cercana o por conducción hacia el mol de que lo rodea, hasta que el líquido se enfría a su temperatura de solidificación. No es más que enfriar el líquido de una temperatura hasta la temperatura a la cual comienza la nucleación. Sabemosque para fundir un sólido se debe suministrar calor. En consecuencia, cuando los cristales de un sólido se forman en un líquido ¡Se genera calor! A esta clase de calor se le llama calor latente de fusión (Δhf), la forma en que se elimina el Δhf determina el mecanismo de crecimiento. Cuando un líquido bien inoculado (es decir, que contenga agentes nucleantes) se enfría bajo condiciones deequilibrio, no hay necesidad de subenfriarlo, porque puede presentar la nucleación heterogénea. En consecuencia, la temperatura del líquido por delante del frente de solidificación, o sea la interfaz sólido-líquido, es mayor que la temperatura de solidificación. La temperatura del sólido está a la temperatura de solidificación o a una temperatura menor. Durante la solidificación, el calor latente defusión Δhf se elimina por conducción, a partir de la interfaz sólido-líquido. Toda la pequeña protuberancia que comienza a crecer en la interfaz está rodeada de líquido a mayor temperatura que la de solidificación. Entonces se detiene el crecimiento de la protuberancia hasta que se empareja con el resto de la interfaz. A este mecanismo de crecimiento se le llama: Crecimiento plano. Y se efectúa por...