Metales Y Aleaciones En Ingenieria

UNIVERSIDAD DEL BIO BIO
FACULTAD DE INGENIERIA

Apunte 5 Profesor Asignatura

: Metales y Aleaciones en Ingeniería : Materiales

La importancia tecnológica y comercial de los metales se debe a las propiedades generales siguientes, que poseen virtualmente todos los metales comunes: Rigidez y resistencia elevadas. Los metales pueden alearse para darles rigidez, resistencia y durezaelevadas; se les utiliza para que proporcionen el marco estructural para la mayor parte de productos de la ingeniería. Tenacidad. Los metales tienen la capacidad de absorber energía mejor que otras clases de materiales. Conductividad eléctrica buena. Los metales son conductores debido a su enlace metálico, que permite el movimiento libre de los electrones como transportadores de carga. Conductividadtérmica buena. Los enlaces metálicos también explican el porqué los metales generalmente conducen el calor mejor que los cerámicos y los polímeros. Además, ciertos metales tienen propiedades específicas que los hacen atractivos para aplicaciones especializadas. Muchos metales comunes se hallan disponibles a un costo relativamente bajo por peso unitario, y sólo por esta razón con frecuencia son elmaterial seleccionado. Los metales se convierten en piezas y productos que conllevan una variedad de procesos de manufactura. La forma inicial de los metales difiere, lo que depende del proceso: Las categorías principales son: 1) metal fundido, en la que la forma inicial es una pieza fundida; 2) metal forjado, en la que el metal ha sido trabajado o puede serlo (por ejemplo, rolado u otro modo de darleforma) después de la fundición; en general, en comparación con los fundidos, a los metales forjados se les asocian propiedades mecánicas mejores; y 3) metal pulverizado, en la que el metal es adquirido en forma de polvos muy finos para convertirlo en piezas por medio de técnicas metalúrgicas especiales para ello. La mayor parte de los metales se encuentra disponible en las tres formas. En estetexto, el estudio se centrará en las categorías 1) y 2), que son las de mayor interés comercial y para la ingeniería. Los metales se clasifican en dos grupos principales: 1) ferrosos, los que se basan en el hierro, y 2) no ferrosos, todos los demás. El grupo de los ferrosos puede subdividirse en aceros y tipos de hierro colado. La mayor parte de este texto estará organizado alrededor de estaclasificación, pero primero se verá el tema general de las aleaciones y los diagramas de fase.

   

UBB DIMEC Materiales 2012

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ALEACIONES Y DIAGRAMAS DE FASE. Aunque ciertos metales son importantes como metales puros (por ejemplo, oro, plata, cobre), la mayor parte de las aplicaciones de ingeniería requiere de las propiedades mejoradas que se obtienen con la aleación. Con ésta es posiblemejorar la resistencia, dureza y otras propiedades, en comparación con las de los metales puros. En este texto, se definen y clasifican las aleaciones; después se estudian los diagramas de fase, que indican las fases de un sistema de aleación como función de la composición química y la temperatura. Aleaciones. Una aleación es un metal compuesto de dos o más elementos, al menos uno de los cuales esmetálico. Las dos categorías principales de aleaciones son 1) soluciones sólidas, y 2) fases intermedias. Soluciones sólidas. Una solución sólida es una aleación en la que un elemento se disuelve en otro para formar una estructura de fase única. El término fase describe una masa homogénea de material, como la de un metal en el que todos los granos tienen la misma estructura reticular cristalina. Enuna solución sólida, el solvente o elemento base es metálico, y el elemento disuelto puede ser metálico o no metálico.

Figura 1 Dos formas de soluciones solidas.

Las soluciones sólidas vienen en dos formas, que se ilustran en la figura 1. La primera es una solución sólida sustitucional, en la que los átomos del elemento solvente son remplazados en su celda unitaria por el elemento...