metales y aleaciones

1 ALEACIONES Y DIAGRAMAS DE FASES

CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS

• Contenido
• 1.1 Metales y aleaciones
• Propiedades de los metales
• Concepto de Solución Sólida
• 1.2 Solidificación
• Consideraciones termodinámicas
• Solidificación de grandes volúmenes: lingotes
• 1.3 Diagramas de fases
• Leyes termodinámicas. Gibbs
• Regla de la Palanca
• Diagramas binarios
• Principalesreacciones : Eutéctica, Peritéctica, Eutectoide
• Diagrama Fe/C
• Diagramas ternarios
• 1.4 Mecanismos de endurecimiento

1.1. Metales y Aleaciones Metálicas
Propiedades de los metales
Los metales son los elementos de la tabla periódica que
poseen “características metálicas”: brillo metálico,
elevada conductividad térmica y eléctrica, gran
resistencia mecánica y, sobre todo, granplasticidad, es
decir, una gran capacidad para deformarse sin romperse.
Sin embargo las aplicaciones Industriales emplean
aleaciones metálicas. Cu/Sn (bronce), Fe/C (acero),
Cu/Zn (Latón)….

Aleaciones metálicas.
La mezcla con homogeneidad suficiente de varios
metales, mejoran las propiedades de los metales puros
Deben mantener su carácter metálico. Si las
combinaciones de elementos tienenmayor afinidad para
formar enlaces iónicos o covalentes, no se forman
aleaciones metálicas (soluciones sólidas de varios
metales)
Propiedades que mejoran son : resistencia mecánica, a
la corrosión, a la fluencia, elasticidad, dureza,
conductividad térmica, eléctrica etc.

ENLACES QUÍMICOS
Enlace covalente: Es propio de átomos no metálicos, es decir, de
elementos con electronegatividadeselevadas o bien de no metales
con propiedades intermedias. Implica la compartición de los
electrones de las últimas capas de valencia de los átomos, lo que
justificaría que los productos resultantes no tengan capacidad de
conducir electricidad, al no haber electrones portadores libres. La
unión covalente es extremadamente fuerte y precisa que los átomos
implicados se hallen en unasdirecciones determinadas, de aquí que
los sólidos covalentes sean materiales muy rígidos y con puntos de
fusión muy elevados.
La distribución atómica de los átomos en una estructura covalente
puede ser más o menos ordenada, si bien, en general, se desarrollan
estructuras en forma de largas cadenas.

ENLACES QUÍMICOS
Enlace covalente: DIAMANTE

ENLACES QUÍMICOS
Enlace iónico: Es característicode las uniones entre átomos con
electronegatividades muy distintas, es decir, entre metales y no
metales.
En este caso, los elementos metales se desprenden de electrones de
sus capas más externas y los elementos no metales captan estos
electrones y los incluyen en sus niveles de valencia. Como resultado
de este traspaso electrónico, se generan iones, es decir, átomos con
cargas netaspositivas y negativas. Las fuerzas electrostáticas de
atracción/repulsión quienes rigen la unión de los distintos tipos de
átomos, así como su distribución espacial. La unión entre cargas de
distinto signo implica una distribución muy ordenada, manteniendo
distancias y ángulos de equilibrio entre los átomos constituyentes del
sólido iónico. Esta estructura ordenada se denomina estructuracristalina, de manera que los sólidos iónicos son sólidos cristalinos.

ENLACES QUÍMICOS
Enlace iónico: Sal común, NaCl

ENLACES QUÍMICOS
Enlace metálico: Esta unión es totalmente distinta de las dos
anteriores y es propio de los metales de las aleaciones metálicas. La
unión se produce entre átomos metálicos que pueden desprenderse
de los electrones de su capa más externa, quedando como núcleoscon una carga neta positiva. Estos electrones se agrupan en torno a
los núcleos, formando una nube que mantiene cohesionados a dichos
núcleos. La distribución de los núcleos positivos es regular, a fin de
minimizar las repulsiones entre cargas de un mismo signo y
favoreciendo la distribución uniforme de la nube electrónica. Esta
situación es común con la de un sólido iónico, ya que la...