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Composición, estructura y propiedades de las aleaciones metálicas

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Desafortunadamente, los maestros antiguos no dejaron descripciones de los métodos de procesamiento de aleaciones e información sobre cuál era su composición. Pero en la antigüedad, la gente ya sabía cómo trabajar con aleaciones y hacer varios objetos con ellas. Dicha literatura se puede encontrar que se remonta a la Edad Media, sin embargo, estas fuentes son bastante difíciles de descifrar para comprender toda la terminología y los nombres de las aleaciones. Por lo tanto, la información sobre la composición de las aleaciones metálicas de un objeto en particular actualmente solo se puede obtener sobre la base de las cosas mismas: herramientas antiguas, armas, joyas, monedas, platos.

Una aleación es un sistema homogéneo macroscópico que consta de dos o más metales (a veces pueden ser metales y no metales) que tienen propiedades metálicas características. En otras palabras, una aleación es cualquier sistema homogéneo obtenido por fusión de metales, no metales o compuestos orgánicos. Ejemplos de aleaciones metálicas: acero, bronce, fundición. Se diferencian de los metales puros en sus propiedades: fuerza, dureza, resistencia eléctrica.

Composición, estructura y propiedades de las aleaciones metálicasComo regla general, las aleaciones obtienen sus nombres de los nombres de los elementos que contienen en mayor cantidad. Por ejemplo, en una aleación de aluminio, el elemento principal es el aluminio, en una aleación de hierro, el hierro.

Hay varios tipos de aleaciones de metales. El tipo al que pertenece cada aleación en particular se puede determinar en función de los siguientes factores:

  • La naturaleza del metal que es la base en la aleación:

  • Número de componentes:

  • Propiedades:

  • Estructura:

  • Tecnología de producción de aleaciones:

Propiedades de la aleación

Las propiedades de las aleaciones se ven afectadas no solo por su composición, sino también por los métodos de tratamiento mecánico y térmico. Allá por el siglo XIX, se buscaban por ensayo y error nuevas aleaciones útiles en la práctica, aprendiendo también a distinguir los metales de los no metales. Y solo a fines del siglo XIX y principios del XX, las aleaciones metálicas y sus propiedades se estudiaron más profundamente gracias a descubrimientos fundamentales en el campo de la química física.

En metalurgia, existen los siguientes tipos de aleaciones:

  • Compuesto químico. (Se forma como resultado de la interacción química).
  • solución sólida. (Los átomos que componen la aleación forman una red cristalina común).
  • mezcla mecánica. (Caracterizado por la cristalización independiente de cada elemento de la aleación).

Propiedades mecánicas de las aleaciones.

Las principales propiedades mecánicas son la viscosidad, la ductilidad, la resistencia, la fluencia, la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia. Estas son las principales características de todas las aleaciones metálicas.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas de las aleaciones incluyen gravedad específica, conductividad eléctrica, coeficientes de expansión volumétrica y lineal, conductividad térmica, punto de fusión y soldabilidad.

Propiedades químicas de las aleaciones.

La resistencia química de las aleaciones y los metales está determinada por su capacidad para resistir los efectos químicos de diversos entornos agresivos. Un ejemplo típico de acción química es el proceso de corrosión (oxidación de metales).

Vídeo sobre aleaciones metálicas y sus propiedades.

La estructura de las aleaciones metálicas.

El elemento principal de una aleación metálica determina la estructura cristalográfica de esta aleación con su red atómica. Todos los demás elementos en relación con el principal son impurezas. Por lo tanto, la estructura de las aleaciones metálicas se puede considerar utilizando el ejemplo del acero: su estructura cristalográfica está determinada por la red cristalográfica del hierro, por lo que esta gloria se llama acero. Si, entre los elementos que componen la aleación, la red cristalina no está formada por hierro, sino, por ejemplo, por cobalto o níquel, entonces la aleación será cobalto o níquel.

Los metales puros siempre tienen una estructura más simple que las aleaciones. La estructura de las aleaciones metálicas y las transformaciones que se producen en ellas se estudian mediante diversos métodos de investigación.

La gran mayoría de las aleaciones metálicas tienen una estructura cristalina, y la característica de las propiedades de las aleaciones metálicas es la misma que la característica de las propiedades de los metales. En la actualidad, la estructura de las aleaciones metálicas se estudia mediante métodos radiográficos y análisis de rayos X.

Aleaciones de metales amorfos

Las aleaciones de metales amorfos son aleaciones y metales cuyos átomos tienen una disposición aleatoria. Las propiedades de los metales amorfos difieren significativamente de las propiedades inherentes a los cristales metálicos, en los que los átomos están ordenados.

Durante la formación de una estructura amorfa de una aleación, ocurren cambios fundamentales en propiedades eléctricas, magnéticas, mecánicas, superconductoras y otras. Algunos de ellos son de gran interés tanto para la práctica como para la ciencia.

Composición, estructura y propiedades de las aleaciones metálicasDado que los átomos en el metal fundido no pueden tomar una posición fija en el espacio, los científicos han tratado de "congelar" átomos dispuestos aleatoriamente mediante el método de enfriamiento instantáneo. Así se inventó el método de templado desde el estado líquido, el principal método para obtener vidrio metálico. Las aleaciones amorfas obtenidas por este método tienen la misma estructura que la estructura de un líquido congelado.

Las aleaciones amorfas tienen muy alta resistencia a la corrosión, permeabilidad magnética, dureza, resistencia y, al mismo tiempo, alta tenacidad a la fractura.

Por tanto, se puede concluir que los vidrios metálicos amorfos tienen buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, a pesar de esto, no se utilizan para la fabricación de piezas estructurales críticas, ya que son costosas y tienen una tecnología de producción compleja.

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