Materiales I

UNIVERSIDAD NOR-ORIENTAL PRIVADA
GRAN MARISCAL DE AYACUCHO
NÚCLEO CUMANÁ
ESCUELA DE INGENIERÍA
CÁTEDRA: MATERIALES I


























Realizado por:
Maria Daniela Adrian C.I: 24.401.650
Denisse Muñoz C.I: 23.684.864


Cumaná, noviembre de 2014
CUESTIONARIO TEÓRICO 1 – UNIDAD 2: SOLUCIONES SÓLIDAS

1. Describa y dibuje el proceso de solidificación (cristalización) deun metal puro, indicando las etapas del mismo.
La solidificación involucra el regreso del metal fundido al estado sólido.
Etapas del proceso de solidificación:
1. Formación de núcleos estables en el metal líquido (nucleación)
2. Crecimiento de núcleos hasta dar origen a cristales.
3. Unión de cristales para formar granos.
Formación del Grano (Cristalización) de un metal puro:
La solidificacióncontrola la forma y tamaño de los granos y necesita dos pasos: nucleación y crecimiento.
La nucleación es la etapa del proceso de solidificación en la que se forma unos pequeños núcleos estables sólidos dentro del líquido.
El crecimiento del núcleo es la etapa del proceso de solidificación donde los átomos del líquido se unen al sólido formando las grandes estructuras cristalinas.
La solidificaciónes regulada por:
Velocidad de nucleación: cantidad de cristales que se forman por unidad de tiempo.
Velocidad de cristalización: incremento de la longitud de los cristales por unidad de tiempo.

Ilustración esquemática mostrando las diversas etapas en la solidificación de metales: a) formación de núcleos; b) crecimiento de los núcleos hasta formar cristales y c) unión de cristales para formargranos y límites de granos asociados. Nótese que los granos están orientados al azar.
2. Defina el proceso de nucleación homogénea para la solidificación de un metal puro.
Tiene lugar en el líquido fundido cuando el metal proporciona por sí mismo los átomos que se requieren para formar núcleos. Cuando un metal líquido puro se enfría lo suficiente por debajo de su temperatura de equilibrio desolidificación, se crean numerosos núcleos homogéneos mediante el movimiento lento de los átomos que se unen entre sí. La nucleación homogénea suele requerir de un nivel de subenfriamiento que puede llegar a ser de varios cientos de grados centígrados para algunos metales.

3. En la solidificación de un metal, ¿cuál es la diferencia entre un embrión y un núcleo?
Para que un núcleo estable puedatransformarse en un cristal, durante la solidificación del metal, debe alcanzar un tamaño crítico. Un conglomerado de átomos de menor tamaño al tamaño crítico se llama embrión, cuando es mayor al tamaño crítico se denomina núcleo.

4. Durante la solidificación, ¿cómo afecta el grado de subenfriamiento al tamaño crítico del núcleo? Supóngase nucleación homogénea.
Cuando se baja la temperatura de unmetal líquido por debajo de su punto de fusión se comienzan a formar los núcleos (conjunto de átomos con menor velocidad que se mantienen juntos). Para que un núcleo estable pueda transformarse en un cristal debe alcanzar un tamaño crítico. A mayor grado de subenfriamiento por debajo de la temperatura de fusión, menor es el tamaño crítico. Se entiende por el tamaño crítico, el tamaño a partir delcual los embriones dejan de estar en peligro de autodestrucción y se convierten en núcleos de cristalización con carácter estable.



5. Establezca diferencias entre nucleación homogénea y heterogénea para la solidificación de un metal puro.
a) Nucleación homogénea: Se da en el líquido fundido cuando el metal proporciona por si mismo los átomos para formar los núcleos. Cuando se enfría un metalliquido puro por debajo de su temperatura de de equilibrio de solidificación en un grado suficiente se crean numerosos núcleos homogéneos por movimiento lento de átomos que se mantienen juntos. La nucleación homogénea requiere habitualmente un elevado grado de subenfriamiento que puede llegar a ser de varios de cientos de grados centígrados para algunos metales. Para que un núcleo estable pueda...