guia materiales avanzados unidad iii

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unidad III de materiales Avanzados

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UNIDAD IIISUPERALEACIONES son aleaciones metlicas que contienen grandes cantidades de diferentes elementos metlicos, las cuales se conciben con la idea de obtener un metal que presente la combinacin de alta resistencia mecnica y a la corrosin a elevadas temperaturas.PROPIEDADES excelente resistencia mecnica y resistencia a la fluencia a altas temperaturas, buena estabilidad de la superficie, y la corrosin y resistencia a la oxidacin.EJEMPLOS DE SUPERALEACIONES: Sper aleacin a base de nquel, Sper aleacin a base de Hierro y Sper aleacin a base de cobalto.SUPER ALEACION BASE NIQUEL: Debido a sus propiedades, las aleaciones base nquel son empleadas en aplicaciones donde se requiere resistencia mecnica a elevadas temperaturas como sera en la construccin de: labes de turbinas, cmaras de combustin, reactores qumicos, vlvulas para motores de combustin interna. INDUSTRIAS: Nuclear, Qumica, Petroqumica y Aeroespacial. Elementos metlicos MAS UTILIZADOS, tales como; Cr, Al, Ti Co, con estos elementos metlicos se busca la formacin de la fase gamma prima.SUPER-ALEACIONES DE BASE COBALTO por lo general contienen de 35% a 65% de Co, de 19% a 30% de Cr y hasta 35% de Ni. No son tan fuertes como las sper-aleaciones de base nquel, pero mantienen su resistencia a mayores temperaturas.SUPER ALEACION HastelloyD (Ni, 10% Si, 3% Cu):Es una aleacin para moldeo, Sus caractersticas incluye-Gran resistencia al ataque uniforme, Resistencia a la corrosin y oxidacin, Resistencia al rompimiento por corrosin, Facilidad para soldary hacerfabricaciones. Se emplea para evaporadores, reactores, canalizaciones y accesorios en la industria qumica.SUPER ALEACION INCONEL Es producido por Special MetalsCorporation y a menudo se puede referir al Inconel como Inco. Caractersticas: Muy buena resistencia a cidos como el sulfrico, fosfrico, ntrico, etc., Casi completamente libre de agrietamiento producido por tensin de corrosin inducida por el cloruro, Excelentes propiedades mecnicas, Buena resistencia a picaduras, grietas por corrosin y corrosin, Alta resistencia a la oxidacin en altas temperaturas. En qu aplicaciones puede ser usado elInconel? Procesos qumicos y petroqumicos. Partes expuestas a alta tensin mecnica y al agua de mar. Chimeneas en plataformas marinas. Turbinas de gas, motores de cohetes, partes espaciales. Equipos para control de polucin. Reactores nucleares.PROCESOSDEENDURECIMIENTO*Endurecimiento por solucin slida: Grandes adiciones de Cr y Mo, pequeas adiciones de Ta, Zr, Nb y B, proporcionan el endurecimiento por solucin slida. Estos efectos son bastante estables, actuando los bordes de grano como frenos en el avance de las dislocaciones, lo que provoca la resistencia a la termofluencia.*Endurecimientopordispersindecarburos: Todas las superaleaciones contienen pequeas cantidades de carbono, que en combinacin con otros elementos aleantes produce una red de finas partculas de carburo muy estables. DIAGRAMAS DE FASES: son representaciones graficas de temperatura contra composicin a presin constante, que permite conocer: 1.Las fases presentes para cada temperatura y composicin. 2. Solubilidades a diferentes temperaturas de un componente en otro. 3. Temperatura de solidificacinClasificacin de los Diagramas de Fase: 1.Solubilidad en estado liquido. 2. Solubilidad total en estado solidoEn un material, UNA FASE es una regin que difiere en su microestructura y/o composicin, de otra regin. Caractersticas: La misma estructura y ordenamiento atmico en todo el material, Tienen en general la misma composicin y propiedades en su interior, Hay una interfase definida entre la fase y cualquiera de las otras fases circundantes.De los diagramas se puede obtener la siguiente informacin: Mostrar que las fases estn presentes a diferentes composiciones y temperaturas, Determinar la temperatura a la cual una aleacin enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y el rango de temperatura en el que se presenta la solidificacin, Conocer la temperatura a la cual las fases diferentes comienzan a fundir.TIPOS DE DIAGRAMAS: Tipo I: Solubilidad total al estado solido y liquid. Tipo II: Soludibilidad total al estado liquido e insolubilidad al estado solido. Tipo III: Solubilidad total al estado liquido y solubilidad parcial al estado solido.TIPOS DE REACCIONES: Reaccin Eutnica: Transformacin de un lquido L con la composicin eutctica en dos fases slidas durante el enfriamiento. ReaccinEutectoide: Transformacin de un slido con la composicin eutctoide en dos fases slidas durante el enfriamiento. Reaccin Peritctica: Transformacin de un slido y un lquido en un slido inicial durante elenfriamiento.LA CRISTALOGRAFA es una ciencia que se ocupa del estudio de la materia cristalina, de las leyes que gobiernan su formacin, y sus propiedades geomtricas, qumicas, y fsicas.ESTADO CRISTALINO Es el estado de equilibrio termodinmico de un slido bajo unas condiciones termodinmicas (P, T) y con una composicin determinada que corresponde a una determinada estructura cristalina.ESTRUCTURA CRISTALINA Es la disposicin peridica y ordenada en el espacio de tres dimensiones de los constituyentes atmicos de un slido en estado cristalino.PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS EN ESTADO CRISTALINO La principal propiedad es la Periodicidad, de la que se derivan otras caractersticas macroscpicas que son la: homogeneidad, anisotropa y simetra. HOMOGENEIDAD, ANISOTROPIA Y SIMETRIA

UNIDAD IVQU ES UN MATERIAL COMPUESTO? Aquellos materiales que se forman por la unin de dos materiales para conseguir la combinacin de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales.CARACTERISTICAS: 1.- Estn formados de dos o ms componentes distinguibles fsicamente y separables mecnicamente. 2.- Presentan varias fases qumicamente distintas, completamente insolubles entre s y separadas por una interfase. 3.- Sus propiedades mecnicas son superiores a la simple suma de las propiedades de sus componentes (sinergia). 4.- No pertenecen a los materiales compuestos, aquellos materiales polifsicos; como las aleaciones metlicas, en las que mediante un tratamiento trmico se cambian la composicin de las fases presentes.VENTAJAS: Se crean materiales con mayor resistencia y durabilidad y Se puede utilizar para hacer mejoras en materiales que no pueden realizar esa tarea de una manera eficiente.SEGN EL TIPO DE MATRIZ EMPLEADO COMO SE CLASIFICAN LOS COMPUESTOS:MMC compuesto de matriz metlica, CMC compuesto de matriz cermica y PMC compuesto de matriz polimrica.APLICACIN industrias aeronutica, electrnica de la aviacin, automotriz, de estructuras civiles y de equipo deportivo. Se ha previsto un aumento anual medio de alrededor de 5% en el empleo futuro de estos materiales. Una de las razones de ello es su elevada relacin de resistencia y rigidez-peso.ESTRUCTURA Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden distinguir las siguientes partes: Agente reforzante: es una fase de carcter discreto y su geometra es fundamental a la hora de definir las propiedades mecnicas del material. Fase matriz o simplemente matriz: tiene carcter continuo y es la responsable de las propiedades fsicas y qumicas. Transmite los esfuerzos al agente reforzante. Tambin lo protege y da cohesin al material.COMO SE COMPORTAN LOS MATERIALES COMPUESTOS CON RESPECTO ALOS OTROS MATERIALES DE LA SIGUIENTA GRAFICADe acuerdo al tipo de material que se est estudiando podemos descifrar el comportamiento de dichas compuestos de acuerdo a la capacidad de densidad y elasticidad que deseamos obtener.