Felipe Ruiz Ciencia de los materiales-965 Nygel Cayupe

La estructura cristalina es una forma de cómo se ordenan los átomos, moléculas o iones, en cuanto a un material ésta se refiere al tamaño, forma y la organización atómica dentro de una red. El estado amorfo de un sólido las partículas se ordenan al azar y debido a esto forman un sólido rígido y con cierta dureza ,al romperse obtienen formas irregulares como por ejemplo el vidrio .En el estado cristalino las partículas presentan un arreglo interno ordenado como por ejemplo los metales, y en los sólidos se pueden representar en una celda unitaria que es una subdivisión de la red cristalina y según el tipo de enlace atómico los cristales pueden ser de tres tipos : 1) cristales iónicos son los que tienen punto de fusión elevado , duros ,frágiles, conductores eléctricos y con cierta elasticidad ejemplo naCI , éstos enlaces se forman entre elementos metálicos y no metálicos o específicamente entre iones cargados positivamente con iones cargados negativamente. 2) cristales covalentes estos son opacos, buenos conductores térmicos, maleables y dúctiles como por ejemplo el hierro y su enlace se forma con átomos con pequeñas diferencias de electronegatividad. 3) enlace metálico donde éste se presenta en los metales en estado sólido y debido a ello la mayoría de los metales se pueden deformar considerablemente sin fractura debido a que los átomos se pueden deslizar unos sobre otros sin distorsionar su estructura.

En cuanto a la red (arreglo de átomos o iones) puede ser uni,bi o tridimensional y según la posición de los átomos pueden existir : redes cubicas sencillas donde los átomos solo ocupan los vértices de la celda , redes cubicas centradas en el cuerpo (BCC) en estas los átomos además de ocupar los vértices ocupan el centro de la celda , redes cubicas centradas en las caras(FCC) sus átomos además de ocupar los vértices ocupan el centro de cara de la celda y por ultimo redes hexagonales compactas (HC) donde la celda unitaria es un prisma hexagonal con átomos en los vértices cuyas bases tienen un átomo en el centro y además en el centro de la celda hay 3 átomos más.

En cuanto al número de coordinación es el número de átomos que tocan a otro o simplemente el número de vecinos cercanos donde nos indica que tan estrecha y eficientemente están empaquetados (fracción de espacio ocupada por cada átomo) los átomos.

En las Propiedades mecánicas la deformación elástica es cuando se somete una pieza de metal a una fuerza de tracción uniaxial y si el metal recupera sus dimensiones originales es porque ha sufrido una deformación elástica siendo la deformación plástica lo contrario a ésta ya que en este caso el metal no recupera su dimensión original y ha sufrido la deformación plástica, en cuanto a la deformación convencional ésta ocurre al aplicar una fuerza uniaxial a una barra y se produce un alargamiento de la barra en dirección de la fuerza. La ductilidad es la capacidad de un metal para deformarse sin fracturarse y la tenacidad es la capacidad de un metal para absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse, se mide en un ensayo de cargas aplicadas con impacto o con el ensayo de tracción la cual tiene por primera parte al

módulo de elasticidad (Young) ,en los metales la máxima deformación elástica suele ser inferior al 0,5 % . el limite elástico es el nivel de tensión el cual un metal o aleación muestra una deformación elástica significativa y en muchas ocasiones se determina cuando se produce una deformación de 0,2 % , la resistencia a la tracción es la máxima tensión que se alcanza en la curva tensión-deformación y el porcentaje de alargamiento tiene importancia ya que nos muestra un índice de calidad del metal, en cuanto a la fragilidad es la calidad de un material que da lugar a la propagación de fisuras sin deformarse plásticamente, y la dureza es la resistencia del metal a la deformación como también a la utilización de una lima suponiendo que un material no puede ser cortado por una lima es tan duro o más que ella y por ultimo al rayado hecho por una punta de corte bajo una presión dada. La fractura es la separación de un sólido en dos o más piezas bajo la acción de una fuerza y es muy importante ya que puede producir una falla que impida realizar la función prevista del sólido , el tipo de fractura dúctil se produce después de una intensa deformación plástica pero en la práctica son menos frecuentes que la frágiles y su principal causa es el exceso de carga aplicado al sólido ,en cuanto a la fractura frágil ocurre principalmente debido a la existencia de defectos en el metal . tenacidad es la capacidad de un metal para soportar un impacto sin que se produzca fracturas, y la resistencia a la fractura se inicia en el punto en el cual la concentración de esfuerzos es la más elevada, la fatiga de los metales se produce principalmente por la aplicación de esfuerzos repetitivos y esto provoca que la pieza se rompa por un esfuerzo mucho menor de lo que puede soportar ejemplo un eje de transmisión , los factores importantes que afectan la resistencia a la fatiga de los metales son principalmente la concentración de esfuerzos ( muescas, orificios y hendiduras) , aspereza superficial que es cuando más lisa es la superficie del metal mayor será su resistencia a la fatiga, estado de la superficie por ejemplo los tratamientos aplicados en ella y un medio ambiente corrosivo acelera el ataque químico y por lo tanto se propaga rápidamente la fisura por fatiga .

En el diagrama hierro carbono se presentan las transformaciones sufridas por las aleaciones hierro carbono con la temperatura, en cuanto a las aleaciones el acero tiene un porcentaje de un 0,05 % hasta un 2% de hierro carbono. Las definiciones básicas son: austenita es una solución de carbono fcc y su proceso es el calentamiento de un acero en un rango de temperatura para que se convierta en austenita en cuanto a la ferrita es una solución de carbono en hierro bcc del 0,02% ,cementita es una sustancia dura y quebradiza, perlita que es una mezcla de la safe ferrita y cementita producida por la descomposición eutectoide (acero con un 0,8% c) de la austenita. Hipeutectoide tiene acero con menos de 0,8% de C y el hipereutectoide tiene desde un 0,8% de C hasta un 0,2% , en cuanto a las fases del diagrama hierro carbono (Fe-C) son la fase austenitica con una solubilidad máxima a la temperatura de 1130 °c y tiene baja temperatura de fusión, baja tenacidad y excelente soldabilidad. La fase ferrítica tiene el tipo alfa y delta las cuales solo se diferencia en el tramo de t° en el cual existen (707°c y 1487°c) , en cuanto a la cementita sus principales propiedades son alta dureza , muy frágil y alta resistencia al desgaste . fase ledeburita se presenta en fundiciones cuando hay un contenido total de 1.76 % de carbono, fase perlita que tiene dos tipos una es la perlita dura que es dura y resistente , la otra es la perlita gruesa que es menos dura y más dúctil , y por último la fase grafito que es cuando las aleaciones hierro carbono exceden el 2% de carbono , éste puede tener varios tipos que son el A (obtenido a bajas velocidades de solidificación) B(con una composición casi eutéctica)C(aparece

principalmente en hierros con alto contenido de carbono) y D(se forma con velocidades de enfriamiento altas pero no tanto para formar carburos). El acero hipoeutectoide está formado por una mezcla de ferrita más perlita y éstos pueden ser usados en elementos de sujeción y transmisión de potencia, acero hipereutectoide tiene un porcentaje de carbono entre 0,89% y 1,76% además es un material duro, de difícil mecanización y muy elásticos. Las fundiciones son básicamente aleaciones hierro-carbono pero con un mayor porcentaje de carbono (entre 1.76% y 6.67%) y dependiendo de su proceso se puede clasificar como fundición gris y fundición blanca , la blanca son aleaciones hipoeutecticas además es la de menor uso industrial y se ocupa solo en casos donde no se requiera buena ductilidad ni maleabilidad , la fundición maleable se obtiene a partir de la fundición blanca pero con el afán de ablandar la fundición blanca y convertirla en un material tenaz. Por último la fundición gris que es una aleación hierro carbono hipoeutectica y desde un punto de vista mecánico son frágiles y poco resistentes a la tracción, su resistencia resistencia y ductilidad a los esfuerzos son mayores debido a estas características su aplicación en forma óptima es donde estén presente vibraciones, transmisión de potencia y mecanismos.