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Propiedades mecanicas de los materiales

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Dureza: Básicamente la dureza consiste en  la capacidad de los materiales para resistir rayaduras, cortes, abrasión y demás daños en su superficie. Conocer el nivel de dureza de un material es importante para darle el uso correcto en cualquier proceso, incluso en el caso de los metales. Se calcula mediante: Un durómetro es un aparato que mide la dureza de los materiales, existiendo varios procedimientos para efectuar esta medición. Los más utilizados son los de Rockwell, Brinell, Vickers y Microvickers. Se aplica una fuerza normalizada sobre un elemento penetrador, también normalizado, que produce una huella sobre el material. En función del grado de profundidad o tamaño de la huella, obtendremos la dureza. Tracción Es el  esfuerzo interno  a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normal
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Diagrama Hierro-Carbono

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Fases y constituyentes El hierro puro presenta tres estados alotrópicos a medida que se incrementa la temperatura desde la temperatura ambiente: Hasta los 911 °C (temperatura crítica AC3), el hierro ordinario, cristaliza en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro  α  o ferrita. Es un material dúctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de la aleaciones con bajo contenido en carbono y esferromagnético hasta los 770 °C (temperatura de Curie a la que pierde dicha cualidad; se suele llamar también AC2). La ferrita puede disolver pequeñas cantidades de carbono. Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico de caras centradas y recibe la denominación de hierro  γ  o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad y es paramagnética. Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro  δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero
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Endurecimiento de aleaciones no ferrosas

Endurecimiento de aleaciones no ferrosas   Algunas aleaciones no ferrosas son endurecibles y otras no. Ciertas aleaciones de aluminio se endurecen por precipitación, también conocida como endurecimiento por añejamiento. Un ejemplo es el aluminio aleado con hasta aproximadamente 4.5% de cobre. Este material se puede trabajar en caliente (laminado, forjado, etc.) a una temperatura particular y a continuación calentado y mantenido a una temperatura mas elevada, con el fin de forzar una dispersión aleatoria del cobre en la solución solida. A continuación es templado para capturar esa solución supersaturada a temperatura normal. La pieza subsecuentemente es recalentada a una temperatura por debajo de la temperatura de templado y se mantiene durante un largo tiempo, al tiempo que parte de la solución supersaturada se precipita e incrementa así la dureza del material. Otras aleaciones de aluminio, de magnesio y de titanio, así como unas cuantas aleaciones de cobre, aceptan un tratamien
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Tratamientos térmicos Se conoce como  tratamiento térmico  al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los  metales  o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la  dureza , la  resistencia  y la  elasticidad . Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el  acero  y la  fundición , formados por hierro y carbono. Tipos de tratamientos térmicos: Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. Normalizado Tiene por
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Defectos en sólidos

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No existen cristales perfectos, estos defectos afectan mucho las propiedades físicas y mecánicas, que a su vez tienen una repercusión sobre propiedades interesantes desde el punto de vista de la ingeniería, tales como conductividad eléctrica de semiconductores, la velocidad de migración de átomos en aleaciones y las corrosión de metales. Los defectos en la red cristalina se clasifican según su geometría y forma: 1) Defectos puntuales de dimensión cero. Vacante, faltante de un átomo (por reordenamiento, por perturbaciones durante la solidificación). Existen cierto numero de vacantes pero estas pueden producirse en exceso por: Deformación Plástica de un metal Enfriamiento rápido a temperaturas muy por debajo de su punto de fusión Bombardeo con partículas muy energéticas como neutrones. Un átomo en un cristal puede ocupar un hueco intersticial entre los átomos que ocupan posiciones atómicas normales. Este tipo de defecto puntual se llama intersticial, en general no ocu
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solidificación ( definición, etapas del proceso)

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La solidificación es un proceso que se logra de modo inverso a la fusión, y que se produce por el enfriamiento de los líquidos. El punto de fusión que es aquella  temperatura  por la cual el sólido pasa al estado líquido, es el mismo punto en que se produce el proceso inverso de solidificación. En el agua ocurre a 0º C. Al sustraerse calor al líquido éste irá disminuyendo su temperatura, las partículas que lo componen tendrán cada vez menos  movimiento , hasta que se ordenan, tomando una posición en la  estructura  cristalina. Ese es el momento en que se opera la solidificación, y el líquido perderá su  capacidad  de fluir. En pocas palabras, la solidificación es un cambio de estado. Etapas de la solidificación: 1) Formación de núcleos estables (nucleacion) En esta etapa existe la nucleación homogénea  y la nucleación heterogénea.  La nucleacion homogénea es cuando el fluido proporciona por si mismo los átomos para poder formar los núcleos. Cuando baja la temperatura de un li
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Relacion C/A de la estructura cristalina HCP

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 La relación entre la altura c del prisma hexagonal de la estructura y el lado a de su base se llama relación c/a para algunos metales HCP. De entre los metales cinc, cadmio, entre otros, tiene una relación c/a superior a la ideal lo que indica que los átomos en estas estructuras están ligeramente elongados a lo largo del eje c en la celdilla unidad HCP. Los metales como el magnesio, cobalto, circonio, titanio y berilio tienen una relacion c/A menor que la ideal, por tanto, en estos metales los átomos están ligeramente comprimidos en la dirección del eje c. Así, estos metales presentan ciertas desviaciones del modelo ideal de esferas rígidas. La relación c/a de una estructura cristalina HCP ideal es de 1.633 que indica esferas uniformes tan próximas como sea posible. Los metales Cinc, Cadmio poseen una relación c/a más alta que la ideal, lo que indica que los átomos en estas estructuras están ligeramente elongados a lo largo del eje c en la celda unidad HCP. Los metales como el Tit
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