Fundamentos de Metalurgia y Cristalización: Mecanismos y Propiedades

Sistemas de Deslizamiento y Ductilidad

El sistema de deslizamiento es el conjunto de direcciones y planos de densidad máxima en los que la energía necesaria para desplazar una dislocación por la red es mínima. Los metales FCC son más dúctiles que los BCC, ya que tienen planos más compactos, aunque también un menor número de sistemas de deslizamiento.

Procesos de Nucleación y Crecimiento de Grano

• Grado de subenfriamiento pequeño: Se obtendrán pocos núcleos, pero de mayor tamaño, resultando en una estructura de grano grueso.
• Grado de subenfriamiento elevado: Se obtendrán muchos núcleos de menor tamaño, lo que resulta en una estructura de grano fino.
• Agentes nucleantes: Se utilizan para favorecer la nucleación y obtener una estructura de grano fino independientemente del grado de subenfriamiento.

Al crecer en diferentes orientaciones relativas, los granos forman una imperfección cristalina superficial llamada frontera de grano.

Microsegregación

Al enfriar muy rápidamente, no se da tiempo a la correcta formación de cristales; por lo tanto, estos no serán completamente homogéneos y se establecerá dentro de ellos un gradiente de composición. Este fenómeno se conoce como microsegregación.

Factores que Influyen en la Difusión

• Temperatura: A mayor temperatura, mayor energía vibracional, que permite romper enlaces, distorsionar la red y buscar vacantes.
• Mecanismo de difusión: Depende del elemento. Por ejemplo, el hidrógeno, al ser un átomo pequeño, se introduce en intersticios con facilidad.
• Estructura cristalina del metal base: Una estructura más compactada dificultará más la difusión que una no tan compacta.
• Tipo de enlace: El enlace metálico, al ser más flojo, permite más fácilmente la difusión que el covalente o iónico, que son más fuertes.
• Zona de difusión: El área o espesor de la zona mediante la cual se produce la difusión condiciona este proceso, ya que a mayor área o espesor, menor facilidad de difusión.

Cristalización en Polímeros

• Lentitud de enfriamiento: Si el enfriamiento es lento, se favorece la aparición de zonas cristalinas.
• Naturaleza del polímero: La intensidad de las interacciones y la flexibilidad de las macromoléculas son factores de los cuales la naturaleza depende.
• Presencia de ramificaciones o grupos laterales voluminosos: Estos factores entorpecen la cristalización.
• Simetría o regularidad del polímero: Facilitan la cristalización. Las formaciones en bloque, alternadas, sindotácticas o isotácticas favorecen la cristalización.
• Presencia de grupos polares: Provocan interacciones macromoleculares de mayor intensidad.