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Tema1:
Estructura de los Metales

Departamento de Ingeniería Minera y Metalúrgica y
Ciencia de los Materiales

Miguel Angel Hernando Sáez
Fundamentos de Ciencia de los Materiales

Estructura de los metales

ESTRUCTURA DE LOS METALES
Los metales aunque exteriormente no tengan una forma geométrica definida,
poseen una distribución perfectamente organizada de sus átomos, a la quedeben en gran parte sus características metálicas.
Esta ordenación está compuesta de tres estructuras, cada una de las cuales
está formada por elementos de la anterior. Estas estructuras son:

Estructura cristalina. Tiene como elemento fundamental el cristal, cuyas
dimensiones son de escala atómica, es decir del orden de 10-8 cm.

Estructura granular o micrográfica. Tiene como elemento básicoel grano, el
cual es del orden de 0,2 a 0,02 mm. Se observa con el microscopio
metalográfico.

Estructura macrográfica. Es observable a simple vista. Su elemento
constitutivo es la fibra.

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Soldadura

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Estructura de los metales

Estructura micrográfica. Elgrano.
La solidificación de casi todos los metales de interés industrial se inicia a
partir de numerosos puntos de la masa metálica, denominados centros o núcleos
de solidificación, que muchas veces son partículas de impurezas. Partiendo de
estos núcleos, crece la cristalización en forma arborescente, primero se forma
un eje principal y después en un ángulo recto ejes secundarios y de estos losejes terciarios y así sucesivamente va creciendo la cristalización por
alagarmiento progresivo y multiplicación de las dendritas hasta que todos los
intersticios entre cristales quedan llenos. La cristalización se detiene cuando
las dendritas encuentran los cristales de núcleos de cristalización vecinos.

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Este tipo de cristalización se denomina dendrítica. El conjunto de los cristales
formados a partir de cada centro de cristalización constituye un grano, sin
forma geométrica exterior, pero con una constitución perfectamente
ordenada.

Si se pule la superficie del metal y seataca con un reactivo adecuado para
hacer resaltar su estructura, se observa con un microscopio de 400 a 1000
aumentos, la superficie del metal con el aspecto de un mosaico formado por los
bordes de los granos. De ahí la denominación de estructura micrográfica con la
que se conoce.

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Importancia del tamaño de grano.
Los granos son de forma irregular y su tamaño que oscila entre 0,02 y 0,2 mm
depende principalmente de:

Del proceso de fabricación del metal, pues por ejemplo los aceros
desoxidados con aluminio son de grano más fino que los desoxidados con
silicio.
De los procesostérmicos a que se haya sometido al metal. El grano de
acero por ejemplo crece al calentarlo por encima de los 850 ºC.
Cuanto mayor es el grano de que está constituido un metal, peores son sus
propiedades mecánicas. Esto se debe a que los metales de interés técnico, tal
como se utilizan en la industria, contienen siempre ciertas cantidades de
impurezas insolubles, formadas por óxidos, sulfuros,silicatos, etc...
Estas impurezas que son bastante frágiles se concentran formando verdaderas
capas que envuelven los granos y los separan unos de otros.
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Para una misma cantidad de impurezas a repartir en la superficie de los granos,
resultan capas más delgadas cuanto más pequeños son...