estructura de las aleaciones 2da parte

Quienes pueden ser aleantes? Aleaciones binarias y mas complejas introducción Aleacion Quienes pueden ser aleantes? Aleaciones binarias y mas complejas Otra variable termodinámica: composición química

Efecto de 2do elemento en la estructura de un metal Indiferentes entre si (forman una solución solida desordenada: ej, CuNi) Se atraen entre si (1-Super red: ej. Latón (CuZn) ,2- intermetálico: ej Mg2Si ,3- compuesto químico: ej, Cu2O Se repelen, (mezcla de fases)

Estructura de una solución solida Puede ocupar todo el intervalo de CQ Pueden ser: primarias y ………también secundarias Estructura cristalina de las primarias ≠ Estructura cristalina de las secundarias Hay abundancia de SOLUCIONES SOLIDAS (SS) pq tienen enlace metálico (favorece formación SS desordenadas) Distribución de átomos depende de la TEMP: (laton: ẞ→ẞ”)

Super-red CuZn

Soluciones solidas primarias de sustitución Que características estructurales determinan la extensión con que un metal puede disolver a otro? Reglas: Factor tamaño atómico Factor electroquímico Factor valencia

Estructura de las fases intermedias Las fases intermedias pueden clarificarse : Compuestos electroquímicos Compuestos definidos por tamaño Compuestos electrónicos

Elementos electropositivo y electronegativo Ej: Mg2Si Compuestos electroquímicos ¿Cuando se forman? Elementos electropositivo y electronegativo Ej: Mg2Si Las composiciones están de acuerdo con las leyes de las valencias Escaso intervalo de solubilidad Altos puntos de fusión

Conpuesto electroquimico Un elemento es fuertemente electropositivo (Mg) y el otro electronegativo

¿Cual seria el modo mas acertado de interpretar a las fases intermedias de las aleaciones? no como compuestos químicos sino como estructuras similares a las SS primarias

Estructura de las fases intermedias Cuando el factor electroquímico es insignificante, la formación de las fases intermedias esta gobernada por el factor tamaño y la concentración electrónica el factor tamaño permitirá que los átomos se ensamblen bien, dando fases intersticiales o fases de leaves (con enlaces de características metálicas)

factor tamaño = fases de leaves Composición química es: AB2 Ej: MgCu2, MgNi2….. Causa de su existencia: forman ensambles de átomos de N° de coordinación >12 Tienen enlace metálico Diferencia entre diámetros atómicos es del ……..22,5%

Fases de Leaves= MgCu2 (tipo AB2) Diferencia entre diámetros atómicos es del 20-30% Su estructura cristalina se ensambla con números de coordinación >12 Tiene enlace metálico

Factor concentración electrónica Un gran numero de sistemas aleados forma fases de estructura cristalina semejante para la misma relación entre = n°electrones de valencia / n°atomos Estas fases se denominan compuestos electrónicos Las concentraciones electrónicas a las cuales aparecen son: 3/2 - 21/13 - 7/4

Ejemplos de compuestos electrónicos estructura cubica centrada (latón ) concentración electrónica = 3/2 (Cu, Ag, Au)Zn……… CuBe…….. AgMg……Cu3Sn estructura cubica compleja (manganeso ) Ag3Al……..Cu5Si

concentración electrónica = 3/2 AgCd Estructura hexagonal densa concentración electrónica = 3/2 AgCd estructura cubica compleja (latón ) concentración electrónica = 21/13 (Cu, Ag, Au)5 (Zn o Cd)8, Cu9Al4, Cu31Sn3 estructura hexagonal densa (latón ) concentración electrónica = 7/4 (Cu, Ag, Au) (Zn o Cd)3, Cu31Sn3, CuBe3,

Fase AgMg , forma una Solución Solida verdadera pues es estable en un amplio rango de composición química Esta centrada en una composición química que tiene= 50at%Ag-50at%Mg Tiene una concentración electrónica =3/2 Es una fase super reticular, basada en la estructura cristalina BCC

fases de estructura cristalina semejante para la misma relación entre = (n°electrones de valencia / n°atomos) y con composición química centrada en el 50%, aprox 3/2 21/13 7/4

FASES INTERSTICIALES

Fases intersticiales: son también fases intermedias!!! metales de transición (Ti,Fe,V,Cr,Mo,Co, Cu,Ni, Zn,Ag, etc) alojan en sus intersticios a los elementos…. H,N,C,B y forman …………Hidruros, Nitruros, Carburos, Boruros Fases intersticiales red densa o una estructura ligeramente deformada son aleaciones, con propiedades metálicas, brillo, quebradizas, duras, enlace covalente

…… si…. el radio del átomo intersticial <0,59 menor que el átomo metálico…………se forman fases intermedias de estructura cristalina simple (FCC, HX) composiciones son : M4X, M2X, MX, MX2 Ejemplos…..CZr,CTi los átomos del metal ocupan los nudos y los átomos del no-metal, los intersticios

Ejemplo…..CZr los átomos del metal ocupan los nudos y los átomos del no-metal, los intersticios

<0,59 Fases intersticiales La estructura de compuesto está formada por átomos de carbono incrustados en la retícula del titanio metálico.

TiC La estructura de compuesto está formada por átomos de carbono incrustados en un la retícula del titanio metálico. Es un material cerámico Posee una estructura cristalina cúbica similar a la del cloruro de sodio  Se caracteriza por una particularmente alta dureza de hasta 4000 HV.5 y se funde solo a una temperatura de 3140 ° C. Es, sin embargo, muy frágil.

……. si…. el radio del átomo intersticial >0,59…………se forman fases intermedias de estructura cristalina COMPLICADA La fase que se forma se llama: CEMENTITA (Fe3C) Esta fase tiene propiedades metálicas

Ejemplo= ACEROS Relación radios atómicos = 0,63 Átomo de Carbono es demasiado grande como para alojarse en los intersticios de la red del Fe La fase intermedia que se forma es : CEMENTITA (Fe3C) v

H,N,C,B También forman SS primarias intersticiales El tamaño atómico determina la solubilidad= Acero: átomos de C se alojan mas fácil en FCC → aumenta la solubilidad a 2% de Carbono vs 0,02 en la BCC

Esta diferencia de solubilidad en las 2 formas alotrópicas del Fe (austenita: FCC y ferrita: BCC) son la base de los tratamientos térmicos Atomos de Carbono en la ferrita, …..forma una fase……llamada MARTENSITA Tetragonal centrada

ANEXO

fases de estructura cristalina semejante para la misma relación entre = (n°electrones de valencia / n°atomos) y con composición química centrada en el 50%, aprox fases de estructura cristalina semejante para la misma relación entre = (n°electrones de valencia / n°atomos) y con composición química centrada en el 50%, aprox

Diferentes formas alotrópicas de algunos elementos metálicos, y su correspondiente rango de temperaturas. Metal Estructura cristalina Rango de temperatura, ºC Cobalto HC < 477 CCC 477 - 1490 Estaño Tipo diamante < 13 TCI 13 - 232 Hierro CCI < 911 911 - 1392 1392 - 1539 Titanio < 882 882 - 1668 Zirconio < 862 862 - 1852 Uranio Romboédrica < 663 663 - 764 764 - 1130