Estructuras Cristalinas y Propiedades de los Metales: Difusión, Empaquetamiento y Endurecimiento

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En una red cúbica centrada en el cuerpo, los átomos -considerados como esferas rígidas- se encuentran situados en los vértices y en el centro de un cubo. Se puede observar que el átomo central de la celda unidad está rodeado de otros ocho vecinos más cercanos; se dice, en este caso, que su índice de coordinación es ocho.

Se denomina factor de empaquetamiento atómico (FEA) de una red cristalina a la fracción de espacio ocupado por sus átomos. Se calcula dividiendo el volumen que ocupan los átomos de una celda unidad entre el volumen total de dicha celda y es un indicador de la compacidad estructural.
En una red cúbica centrada en las caras, los átomos se encuentran situados en los vértices y en los centros de las caras de un cubo. En la celda unidad se puede observar que cada átomo está rodeado de otros doce vecinos más próximos; por lo tanto, su índice de coordinación es doce. En la figura se representa la celda unidad FCC con los doce átomos vecinos más cercanos al átomo A.
En una red hexagonal compacta, la celda unidad es un prisma hexagonal en el que los vértices y los centros de las bases están ocupados por átomos y, además, en el interior de cada celda existen otros tres átomos.
La difusión es un fenómeno de gran importancia en los sólidos, puesto que el movimiento de los átomos a través de la estructura cristalina regula un gran número de procesos metalúrgicos, entre los que se encuentran los tratamientos térmicos o superficiales aplicados a metales.
La difusión es un fenómeno de gran importancia en los sólidos, puesto que el movimiento de los átomos a través de la estructura cristalina regula un gran número de procesos metalúrgicos, entre los que se encuentran los tratamientos térmicos o superficiales aplicados a metales.

En metales policristalinos, el tamaño de grano es de suma importancia, ya que las juntas de grano consiguen un efecto endurecedor al restringir el movimiento de las dislocaciones y, por tanto, cuanto menor sea el tamaño de grano, mayor será la resistencia del material.


La forma de los granos en un metal suele ser equiáxica; es decir, no existe ninguna dimensión que predomine sobre las demás; aunque si el material se ha deformado en frío -por ejemplo, por laminación-, los granos pueden adoptar formas alargadas.

Entre los mecanismos que se utilizan para endurecer las aleaciones metálicas se pueden citar los siguientes:

• Endurecimiento por deformación en frío (a temperatura ambiente).

Como se comentó anteriormente, la deformación plástica origina un endurecimiento en los materiales a causa del incremento de la densidad de dislocaciones, con lo que las interacciones entre ellas harán disminuir su facilidad de movimiento.

Endurecimiento por afino de grano. Las juntas de grano actúan a modo de barreras impidiendo el movimiento de las dislocaciones y disminuyendo su recorrido medio.

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