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La metalurgia es una ciencia que estudia la extracción, transformación y propiedades de los metales y aleaciones. Se analizan estructuras cristalinas como BCC, FCC y HCP, y se observa cómo la solidificación afecta la resistencia y ductilidad. Las aleaciones mejoran características como la dureza y se clasifican en eutécticas, soluciones sólidas y compuestos intermetálicos. Los diagramas de fases son clave para entender el comportamiento térmico de las aleaciones.
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La metalurgia extractiva se encarga de extraer metales a partir de minerales y otros recursos naturales mediante procesos químicos y térmicos
Fundición
La fundición es una técnica utilizada en la metalurgia extractiva para separar los metales de los minerales mediante la fusión de estos últimos
Forjado
El forjado es un método de conformado de metales que consiste en dar forma a un material mediante la aplicación de fuerza y calor
Laminado
El laminado es una técnica de manufactura de metales que consiste en reducir el espesor de una pieza mediante la aplicación de presión entre dos rodillos
La metalurgia física se enfoca en las propiedades físicas y mecánicas de los metales y aleaciones, así como en los mecanismos para modificar estas propiedades
Los metales se caracterizan por su brillo metálico, opacidad, buena conductividad eléctrica y térmica, y su capacidad de deformarse sin romperse
Cúbica centrada en el cuerpo (BCC)
La estructura cristalina BCC es común en metales y se caracteriza por tener átomos organizados en una red tridimensional con un átomo en el centro de cada cubo
Cúbica centrada en las caras (FCC)
La estructura cristalina FCC es común en metales y se caracteriza por tener átomos organizados en una red tridimensional con un átomo en cada cara del cubo
Hexagonal compacta (HCP)
La estructura cristalina HCP es común en metales y se caracteriza por tener átomos organizados en una red tridimensional con un átomo en cada esquina y uno en el centro de cada cara hexagonal
El enlace metálico se refiere a la disposición de los átomos en una red cristalina y la presencia de una nube de electrones libres, lo que determina las propiedades de los metales
La solidificación de los metales es el proceso en el que un material pasa de estado líquido a sólido, formando granos cristalinos
La nucleación y el crecimiento dendrítico son los procesos que dan lugar a la formación de granos cristalinos durante la solidificación de los metales
La estructura granular de los metales está determinada por el tamaño y la distribución de los granos, así como por los bordes de grano que influyen en las propiedades mecánicas del material
Las aleaciones son combinaciones de dos o más elementos, donde al menos uno es un metal, diseñadas para mejorar características como la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión
Aleaciones eutécticas
Las aleaciones eutécticas se caracterizan por tener componentes que son completamente solubles en estado líquido pero insolubles en estado sólido, lo que resulta en una microestructura de dos fases distintas
Soluciones sólidas
Las soluciones sólidas pueden ser de dos tipos: sustitucionales, donde los átomos de un elemento reemplazan a los de otro en la red cristalina, o intersticiales, donde los átomos más pequeños se sitúan en los espacios entre los átomos más grandes
Compuestos intermetálicos
Los compuestos intermetálicos son aleaciones con una composición química definida y una estructura cristalina ordenada, que suelen mantener su fortaleza a altas temperaturas, aunque a menudo presentan una ductilidad limitada
Los diagramas de fases son representaciones gráficas que muestran las relaciones entre la composición, las fases presentes y la temperatura en sistemas de aleaciones
Los diagramas de fases son fundamentales para entender el comportamiento térmico de las aleaciones y para predecir su microestructura en diferentes condiciones de equilibrio
Un ejemplo clásico de diagrama de fases es el de la aleación de plata y cobre, que muestra cómo la solubilidad de la plata en el cobre disminuye con la temperatura, lo que afecta la microestructura del material al enfriarse