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Síntesis
La solidificación de los metales y alineaciones es un importante proceso industrial, dado a la mayoría de los metales se funden para moldearlos como productos casi terminados o terminados.
En el proceso de fundición hasta los metales más puros adquieres impurezas que les dan características específicas a las que tenían antes, como mayor dureza y resistencia al trabajo mecánico.
Lasolidificación de un metal o aleación se divide en las siguientes etapas:
1. Formación de núcleos estables
2. El crecimiento de núcleos para formar cristales y la formación de una estructura granular.
La formación de núcleos estables en metales líquidos son la nucleación homogénea y la nucleación heterogénea. En la homogénea el líquido fundido otorga los átomos para formar los núcleos.Esto depende de la temperatura de enfriamiento que afecta al líquido, cuando alcanza su temperatura de equilibrio de solidificación el líquido comienza a formar numerosos núcleos homogéneos gracias al movimiento de los átomos.
Para que un núcleo se transforme a un cristal debe alcanzar un tamaño crítico.
Las energías que participan en la nucleación homogénea son: la energía libre de volumen porla transformación de líquido a sólido, la energía libre de superficie necesaria para formar las nuevas superficies sólidas de las partículas solidificadas.
En el caso de la forma en la cual se comporta la energía depende de cómo se comporta el radio crítico, a mayor grado de subenfriamento por debajo de la temperatura de equilibrio de fusión de metal, mayor es el cambio de energía libre devolumen.
La nucleacion heterogénea es aquella que tiene lugar en un líquido sobre la superficie del recipiente que lo contiene, las impurezas insolubles u otros materiales estructurales disminuyen la energía libre necesaria para formar un núcleo estable.
Para que ocurra este tipo de nucleación el agente de nucleación sólido debe ser mojado por el metal líquido. Una condición es que agente líquido debesolidificar fácilmente en el agente de nucleación.
Este tipo de nucleacion ocurre sobre el agente de nucleacion porque la energía superficial para formar el núcleo estable es inferior a que si el núcleo se formara el núcleo estable es inferior a que si el núcleo se formara en el propio líquido puro.
Después de formarse los núcleos estables en un metal que está en proceso de solidificación,crecen hasta formar el cristal. En cada cristal los átomos están ordenados en un modelo esencialmente regular, pero la orientación de cada cristal varía.

Los metales producen normalmente dos tipos de estructuras de granos:
1. Granos equiaxiales
2. Granos columnares.
Los granos equiaxiales se encuentran normalmente junto a la pared del modelo frío. Un gran enfriamiento cerca de la pared creauna elevada concentración de núcleos durante la solidificación, una condición necesaria para producir una estructura de granos equiaxiales.
Los granos columnares son alargados, delgados y burdos, y se forman cuando un metal se solidifica muy lentamente en presencia de un fuerte gradiente de temperaturas.
Si el metal va a ser trabajado después de la fundición, se obtienen en primero grandesceldas de forma sencilla para después fabricar el producto semi-acabado.
La mayoría de los materiales cristalinos para ingeniería están constituidos por muchos cristales, y por esto, son policristalinos. Aunque hay unas excepciones de un solo cristal y se llaman monocristales.
Para el crecimiento de este tipo de materiales monocristalinos, la solidificación debe tener lugar alrededor de un úniconúcleo. Para lograr este tipo de efecto sobre un material, la temperatura de la interface sólido-líquido debe ser ligeramente inferior a la temperatura de fusión del sólido, y la temperatura de líquido tiene que superar la de la interface.
Una aleación, es una mezcla de dos o más metales o de un metal y un no metal. Las aleaciones pueden tener estructuras sencillas, de dos elementos, o complejas...