Estructura interna de los materiales

Hola amigos. Hoy hablaremos sobre la estructura interna de los materiales.
Los materiales no tienen sus átomos desordenados, sino que están ordenados. Tienen la estructura de red cristalina.
Hay tres tipos:

1. BCC( cúbica centrada en el cuerpo)
2. FCC( cúbica centrada en las caras)
3. HCP( hexagonal compacta)

BCC: hay un átomo en cada esquina y uno en el centro

http://blog.utp.edu.co/metalografia/files/2011/05/BCCDibujo.jpg

FCC: un átomo en cada uno de los vértices de la red cúbica y  otro en el centro de cada cara

http://www.esi2.us.es/IMM2/ec/3-cristales_metalicos/3-3_5_CCC%20Int%20Tetra.jpg

HCP: un átomo en cada uno de los vértices, tres en el centro y uno en el centro de la cara superior y otro en  el centro de la inferior

http://www.uned.es/cristamine/min_descr/figuras/cub_pack2.gif

Características de las redes cristalinas metálicas:

Al pasar de liquido a solido los átomos del metal comienzan a colocarse en forma de red

Solidificación de los metales:

Cuando un metal puro se enfría gradualmente y constantemente se llega a la temperatura de equilibrio transformándose en dos fases:

Fase 1º) nucleación: 

Los átomos se unen formando redes cristalinas. Para el caso del hierro que es BCC el proceso se inicia antes debido a las impurezas. Al quitar energía se van uniendo los átomos formando pequeñas estructuras (nucleos) a partir de ellas se forman otras nuevas 

Fase2º) crecimiento: 

dependiendo del enfriamiento hay dos casos:

a) velocidad de enfriamiento muy lenta: 

A medida que baja la temperatura se irán uniendo átomos creando núcleos originales. Se irán haciendo mayores y cuando la masa se solidifique tendremos núcleos de gran tamaño formando granos

b) velocidad de enfriamiento rápida: forman nuevos núcleos pequeños unidos entre sí

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4910/html/generacion_cristales.jpg

Propiedades de los metales según la velocidad de solidificación:

Las propiedades cambian según la velocidad de enfriamiento. Cuanto mas pequeño es el grano mejores son las propiedades 

Método para disminuir el tamaño del grano

Enfriando lentamente el material al mismo tiempo que se agita para que vaya solidificando lentamente

Transformaciones al enfriar o calentar hierro puro 

Enfriándose lentamente una masa de hierro, detectando distintas transformaciones

a) 1538 ºC el hierro se solidifica formando una estructura BCC (hierro delta)

b) 1394 ºC masa cambia su estructura teniendo una red FCC (hierro gamma)

c) 910 ºC el hierro gamma se transforma en ferrita o hierro alfa

Todo este proceso ha de ser muy lento porque las estructuras deben colocarse adecuadamente. En el material también se producen dilataciones y contracciones 

-Algunos constituyentes de los aceros

Los metales puros son difíciles de obtener, además sus propiedades mecánicas suelen ser bajas. Por eso se suelen mezclar con otros metales en estado liquido formando aleaciones

 Acero: Mezcla entre 99% hierro y 1% carbono. Cuanto más carbono mas duro es

-Cementita. Constituyente mas duro y frágil de los aceros dependiendo de la cantidad de carbono que tenga el acero

-Martensita. Es el constituyente más duro. Aparece cuando el enfriamiento es extremadamente duro

-bainita. Dureza media, aparece cuando el enfriamiento no es muy grande

http://farm3.staticflickr.com/2486/4154692835_4bbab28716.jpg

-perlita. Aspecto de una perla es el constituyente más blando. Enfriamiento muy lento

http://i49.tinypic.com/nehmqq.jpg

-Ferrita. Su presencia es inversamente proporcional al carbono añadido