UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FIGEMPATERCER SEMESTRERESISTENCIA DE MATERIALES

Nombre: Jorge Nez R. Profesor: Ing. Pablo AyalaFecha: Quito 2015-03-09Tema: INFORME: ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALES

ESTRUCTURA CRISTALINA DE LOS METALES1. Marco TericoEstructura cristalina de los metales. Cuando losmetalessolidifican desde el estado fundido al estado slido, los tomos se ordenan a s mismos de una manera peculiar para cada metal. A este arreglo se le llama red espacial. En1912,Max Von Laue, descubri que la disposicin de las partculas (iones) en un slido poda determinarse medianterayos X, con esto se descubri que: en la mayora de los slidos, las partculas que los componen se disponen en forma muy ordenada. Un slido que posee sus partculas individuales dispuestas de esta manera se denomina "slido cristalino"; los metales son slidos cristalinos, este tipo de slidos poseen tambin un punto de fusin bien definido. Estructuras reticularesLos metales solidifican en cuatro estructuras reticulares principales: Hexagonal compacto Cbica Tetragonal RombodricaSin embargo, la mayor parte de losmetalespuros en estado slido forman una de las siguientes redes cristalinas simtricas: cbica centrado en el cuerpo, cbica centrada en las caras y hexagonal compacta.La disposicin mutua de los tomos en el espacio y la magnitud de las distancias entre ellos se determinan por medio del anlisis estructural.La distribucin de los tomos en el cristal conviene representarla por esquemas espaciales en forma de las llamadas celdillas elementales o celdillas unidad. Se entiende por celdilla elemental el menor conjunto de tomos que al repetirse muchas veces en el espacio permite reconstruir la red cristalina espacial.Mecanismo de cristalizacinEn el ao1878, D.K. Chernov, cuando estudiaba la estructura delacerofundido, indic que el proceso decristalizacinconsta de dos procesos elementales. El primer proceso consiste en la formacin de partculas pequesimas de los cristales, a las que dio el nombre de "grmenes2 y que ahora se llaman centros o ncleos decristalizacin. El segundo proceso es el de crecimiento de los cristales a partir de estos centros.El proceso de formacin de los cristales por generacin de los centros decristalizaciny de su crecimiento puede estudiarse valindose de los modelos de I.L. Mirkin.Lavelocidadde todo proceso de cristalizacin est determinada cuantitativamente por dos magnitudes: lavelocidadde formacin de los centros de cristalizacin y la velocidad de crecimiento de los cristales. Estas dos magnitudes pueden medirse para las diversas condiciones de cristalizacin.La mayora de los metales elementales (90%) cristalizan en tres estructuras cristalinas densamente empaquetadas: cbica centrada en las caras FCC, hexagonal compacta HCP y cbica centrada en el cuerpo BCC debido a que se libera energa a medida que los tomos se aproximan y se enlazan cada vez ms estrechamente entre s. Por lo tanto dichas estructuras densamente empaquetadas se encuentran en disposiciones u ordenamientos de energa cada vez ms baja y estable.Todos los metales son cristalinos. Las estructuras cristalinas que adoptan, as como las imperfecciones en el arreglo, determinan en buena medida mucho de sus propiedades ms relevantes. El conocimiento de la estructura cristalina de los metales permite comprender mejor sus propiedades y su desempeo en aplicaciones prcticas.Para muchos propsitos es til y valido considerar los tomos como esferas rgidas. As podemos hablar del tamao de los diferentes elementos refirindose a su radio atmico. Los tamaos de los tomos se miden en unidades de Angstrom. En un metal slido, estas esferas o tomos se agrupan en el espacio en arreglos regulares, ordenados, repetitivos, peridicos. Forman estructuras tridimensionales. Grupos de tomos pueden ordenarse para formar planos que poseen distinto arreglo geomtrico.En particular, los defectos llamados dislocaciones son responsables de la ductilidad de los metales. En una aleacin los elementos aleantes pueden existir como tomos aislados en la red cristalina como intersticial o sustituciales, tambin pueden formar compuestos. El conocimiento de la estructura cristalina de los metales permite comprender mejor sus propiedades y su desempeo en aplicaciones prcticas. 2. Propiedades mecnicas de las redes de cristalizacin de los metales.Dureza: La dureza es la propiedad que expresa el grado de deformacin permanente que sufre un metal bajo la accin directa de una carga determinada. Es decir, la resistencia que opone un cuerpo a ser rayado o penetrado por un cuerpo ms duro. Los ensayos ms importantes para designar la dureza de los metales, son los de penetracin, en que se aplica un penetrador (de bola, cono o diamante) sobre la superficie del metal, con una presin y un tiempo determinados, a fin de dejar una huella que depende de la dureza del metal, los mtodos ms utilizados son los de Brinell, Rockwell, Vickers, etc.Resistencia: La resistencia es la capacidad de algunos metales de soportar una carga externa sin romperse. Se denomina carga de rotura y puede producirse por traccin, compresin, torsin o cizallamiento, habr una resistencia a la rotura para cada uno de estos esfuerzos. Se expresa en kg/mm.El sistema de cristalizacin general que presenta, por disposicin de sus tomos, es el cbico centrado en el cuerpo, ya que al tener todas las caldas unidad anexadas en todas sus direcciones, hace que el metal sea ms difcil de romper.Un ejemplo de esto es el hierro.Ductilidad: La ductilidad es la propiedad que tienen los metales y aleaciones, que bajo la accin de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. A los metales que presentan esta propiedad se les denomina dctiles. Los metales ms dctiles son el platino, oro y cobre. El cobre se utiliza principalmente para fabricar cables elctricos, porque a su buena ductilidad aade el hecho de que sea muy buen conductor de la electricidad.El sistema de cristalizacin representativo es el cbico centrado en las caras, que le ofrece al metal la capacidad de deformarse a tal punto de formar hilos, obviamente sin perder el resto de las propiedades.Maleabilidad: La maleabilidad es la propiedad que tienen los metales para formar lminas muy finas, sin rotura, por la accin de presiones. El oro es un metal de una extraordinaria maleabilidad permitiendo lminas de solo unas milsimas de milmetros. La plata, el cobre, el estao y el aluminio tambin son muy maleables, as como la hojalata, que es una aleacin de hierro y estao.De la misma manera el sistema de cristalizacin es el cbico centrado en las caras ya que al poder ser deformado sin perder sus propiedades, tambin puede ser maleable.Elasticidad: Propiedad que tienen los cuerpos deformados por una fuerza exterior de recobrar su forma primitiva cuando cesa de obrar una fuerza aplicada sobre ellos. La elasticidad es muy diferente de un cuerpo a otro. Para cada slido existe un lmite de elasticidad a partir del cual por ser excesiva la fuerza que le ha sido aplicada la deformacin persiste total o parcialmente .Es conocida como la relacin existente entre la magnitud de las fuerzas externas que provocan el alargamiento elstico de un slido y el valor que alcanza dicho alargamiento .En los clculos de resistencia de materiales siempre se tiene en cuenta dicho modulo para que en ningn caso puedan alcanzar las piezas el lmite de elasticidad que provocara la deformacin o la ruptura de las construccionesLa estructura cristalina de los metales ms elsticos es la estructura cbica centrada en las caras.Fragilidad: Propiedad de los metales que se rompen por efecto de un choque sin experimentar ninguna deformacin previa. Por lo general los tratamientos mecnicos disminuyen la fragilidad del metal mientras que los tratamientos trmicos si bien lo endurecen tambin lo vuelven ms quebradizo.Los metales ms frgiles son los alcalinos y los alcalinos trreos presentan estructuras cristalinas cubicas centrada en el cuerpo como en el caso de los alcalinos y hexagonal como en el caso de los alcalinos trreos.

3. Web-Grafahttp://www.buenastareas.com/search_results.php?query=estructura+cristalina+de+los+metales+y+que+propiedades+les+brindanhttp://www.ecured.cu/index.php/Estructura_cristalina_de_los_metaleshttp://www.acienciasgalilei.com/qui/pdf-qui/la_estructura_cristalina_met.pdfhttp://www.feandalucia.ccoo.es/docu/p5sd8631.pdfJorge Nez R. (Minas)Pgina 4