INGENIERIA DE MATERIALES Ing. Alejandra Garza Vázquez

DEFECTOS CRISTALINOS

Los cristales nunca son perfectos, siempre existen Defectos

Defectos

Tipo de Fabricación determina Tipos de Defectos

Relación Defectos-Propiedades Macroscópicas

Para su Estudio se Clasifican en 4 Familias:

Dimensión Cero

1.- Defectos de Punto o Puntuales Dimensión Cero 1.- Defectos de Punto o Puntuales  Vacancia o átomo vacante  Sustitucionales  Intersticiales

Defectos Puntuales (I)

Solución Sólida Fase Cristalina única, sólida y homogénea, que contiene dos o más elementos: * Sustitucional.- Aleación sólida en la que los átomos del soluble se localizan en alguno de los puntos reticulares del solvente, siendo la distribución al azar. * Intersticial.- Aquella en que los átomos del soluble ocupan posiciones dentro de la red del solvente. ---------------------------------------------------------------------- Soluble: Componente presente en una extensión menor; disuelta en el solvente. Solvente: Composición presente en una extensión mayor; disuelve al soluble.

Solución Sólida Sustitucional del Cu en el Ni

Solución Sólida Intersticial del C en el Fe-α

Vacancias

Dimensión Uno

 Dislocación de Tornillo Dimensión Uno 2.- Defectos de Línea  Dislocación de Borde  Dislocación de Tornillo  Dislocación Mixta

Deslizamiento Deformación de un material debida al movimiento de dislocaciones. Movimiento de la dislocación. Ocurrirá en los planos de alta densidad atómica y a lo largo de las direcciones de alta densidad atómica.

El Gusano Goldie (I)

El Gusano Goldie (II) Ilustra que tan difícil es moverlo a lo largo del suelo sin un mecanismo de dislocación.

Mecanismo de “Dislocación”. El Gusano Goldie (III) Mecanismo de “Dislocación”.

Deformación Plástica de un Cristal Una alternativa de bajo esfuerzo, involucra el movimiento de una dislocación a lo largo de un Plano de Deslizamiento.

Dislocación de Borde (I)

Dislocación de Borde (I) Cuando se aplica un esfuerzo cortante a una dislocación (a) los átomos se desplazan haciendo que la dislocación se mueva un vector de Burgers en la dirección de deslizamiento (b). Un movimiento continuo de la dislocación finalmente causará un escalón (c) y deformación permanente del cristal.

Dislocación de Borde (II)

Dislocación de Tornillo (I) El apilamiento en espiral de los planos del cristal hace que el vector de Burgers sea paralelo a la línea de dislocación.

Dislocación de Tornillo (II)

Dislocación Mixta Tiene características de borde y de tornillo con un solo vector de Burgers consistente con las regiones de borde puro y de tornillo puro.

Vector de Burgers El vector necesario para terminar el circuito y regresar al punto de partida. Dirección y distancia en que se mueve una dislocación en cada etapa; también se llama vector de deslizamiento. ---------------------------------------------------------------------- Dislocación de Borde: Es perpendicular a la dislocación. Dislocación de Tornillo: Es paralelo a la dislocación. Dislocación Mixta: Queda igual para todas las porciones de la dislocación.

Dimensión Dos

3.- Defectos de Superficie Dimensión Dos 3.- Defectos de Superficie  Límites de Grano  Maclas (Twin Boundaries)

Límites de Grano (I)

Límites de Grano (II)

Maclas (I)

Maclas (II)

Dimensión Tres

 Porosidad (gas atrapado) Dimensión Tres 4.- Defectos de Volumen  Inclusiones  Porosidad (gas atrapado)  Rechupes  Grietas

Defectos típicos producidos en un Metal durante el Procesamiento

Inclusiones en Cu

Porosidad (gas atrapado) en Al

Rechupes

Grietas