Reacción eutectoide y perlita

Reacción eutectoide: 727 °C. Austenita al 0,8 % → ferrita α al 0,025 % + cementita al 6,67 %. Esta combinación se llama perlita. La microestructura resultante es perlita eutectoide laminar: fase oscura (cementita) y fase clara (ferrita α).

Influencia de elementos de aleación y diagramas

Los diagramas de Bain representan la influencia de los elementos de aleación sobre la composición y la temperatura de eutectoide. Alfágenos: silicio, wolframio. Gammágenos: carbono, nitrógeno.

Principales transformaciones en el acero austenítico

Transformación perlítica:

• Perlita gruesa → enfriamiento lento hasta la temperatura eutectoide (727 °C).
• Perlita fina → transformación a temperaturas más bajas; las láminas de perlita se hacen más delgadas (temperaturas típicas 600–540 °C).

Transformación bainítica: se produce por transformación alotrópica porque a estas temperaturas bajas es difícil la difusión del carbono. El tamaño de las láminas de ferrita y de los carburos precipitados es inferior al desarrollado en la perlita; por lo tanto, aumenta la dureza. Se distingue bainita superior (≈ 550–400 °C) y bainita inferior (≈ 400–250 °C).

Normalizado y recocido: diferencias y semejanzas

Semejanzas: ambos tratamientos se aplican para facilitar el mecanizado posterior.

Diferencias:

• Normalizado: se realiza después de la conformación mecánica para eliminar tensiones residuales.
• Recocido: se realiza antes de la conformación para homogeneizar la estructura, refinar el grano y ablandar el material.

Sobrecalentamiento y quemado

El crecimiento excesivo del grano por mantener la pieza a temperatura elevada deteriora las propiedades. Se evita añadiendo inhibidores de grano (Al, Nb, Ti y V) y alfágenos que aumentan la línea A3.

Influencia de aleantes en la templabilidad

Los aleantes modifican la templabilidad del acero mediante dos efectos principales:

• Disminuyen la velocidad crítica de enfriamiento necesaria para obtener martensita.
• Desplazan la curva TTT hacia la derecha, retrasando las reacciones austenita → perlita y/o bainita, lo que permite la formación de más martensita y, por tanto, mayor dureza. Por ejemplo, la adición de vanadio desplaza la curva TTT hacia la derecha.

Efectos de la adición de níquel

El níquel, como elemento gammágeno, aumenta la región de estabilidad de la fase γ (austenita) y mejora la templabilidad y la estabilidad de la capa de óxido protectora.

Efectos en aceros inoxidables austeníticos

• Aumenta la dureza.
• Mejora la templabilidad.
• Reduce deformaciones durante el temple.
• Aumenta la resistencia al desgaste y la abrasión.
• Aumenta la resistencia a altas temperaturas.

Efectos en aceros maraging

• Permiten las transformaciones martensíticas del sistema Fe–Ni para contenidos de Ni superiores al entorno del 8 %.
• Endurecimiento por envejecimiento de la martensita mediante la formación de nanoprecipitados coherentes con la matriz.

Aceros inoxidables austeníticos: estabilidad y martensitas

Los aceros inoxidables austeníticos pueden presentar carácter inestable (efecto TRIP) o estable según las temperaturas Ms y Md30:

• Si Ms < 25 °C pero Md30 > 25 °C → austenita inestable.
• Si Ms < 25 °C y Md30 < 25 °C → austenita estable.

Definición: Md30 es la temperatura por debajo de la cual se puede obtener aproximadamente un 50 % de martensita aplicando una deformación igual a ε = 0,8.

Martensita mecánica: se obtiene por deformación mecánica de la austenita. Martensita térmica: se obtiene por enfriamiento (no requiere deformación mecánica para formarse).

Principales tipos de aceros para herramientas

Clasificación general:

• Según medio de temple: agua, aire, aceite.
• Según % de aleantes: baja, media, alta aleación.

Tipos habituales:

• Aceros al carbono (F).
• Templables en agua, aceite y aire (W, O, A).
• Para matrices (A y D).
• Para altas temperaturas (H).
• Rápidos (T y M).

Características comunes: resistencia al desgaste, elevada indeformabilidad por su alta dureza, tenacidad en el núcleo, buena maquinabilidad y estabilidad a altas temperaturas (T > 600 °C).

Diferencias: según el contenido de carbono y aleantes se usan para fabricar herramientas específicas: corte por arranque de viruta, corte por cizalladura, conformado por deformación, etc.

Clasificación de las fundiciones de hierro

Se clasifican según su composición y según la forma en que se presenta el carbono:

• Según composición: eutécticas (4,3 % C), hipoeutécticas (2,11–4,3 % C), hipereutécticas (> 4,3 % C), aleadas.
• Según la forma del carbono: fundición blanca, fundición gris, fundición atruchada, fundición maleable, fundición dúctil o con grafito esferoidal.

Matrices en las fundiciones de hierro

Además de la forma del grafito, las fundiciones se clasifican según sus matrices. La estructura de la matriz y las propiedades de cada tipo de fundición están determinadas por la forma en que la austenita se transforma en la reacción eutectoide.

Propiedades de fundición gris y dúctil

Fundición dúctil: se consigue añadiendo Ce o elementos alcalinos/alcalinotérreos (Mg o Ca) en la colada de la fundición gris en estado líquido. Estos elementos favorecen la formación de nódulos esféricos de grafito durante la solidificación.

Propiedades de la fundición dúctil:

• Mayor resistencia mecánica, ductilidad y tenacidad frente a la fundición gris (por la forma esferoidal del grafito).
• Bajo coeficiente de rozamiento, alta resistencia a la fatiga, buena resistencia a la corrosión, buena aptitud para el moldeo y para la soldadura.

Fundición gris

La fundición gris está formada por matrices de perlita, ferrita o mezcla de ambas interrumpidas por láminas de grafito frágiles y blandas que ocupan gran volumen y producen debilitamiento y fragilidad.

Propiedades: baja temperatura de fusión (≈ 1.100–1.200 °C) y bajo coeficiente de contracción al solidificar. Son fáciles de mecanizar, tienen gran resistencia al desgaste porque el grafito actúa como lubricante y confiere gran capacidad de amortiguamiento de vibraciones. La resistencia mecánica depende en gran medida de la matriz: aumenta la resistencia a tracción y la dureza con la cantidad de carbono combinado, siendo mayor en matriz perlítica que en ferrítica. Su resistencia a la corrosión frente al agua, ambientes industriales y otros medios poco corrosivos es superior a la de los aceros al carbono.

Latón y bronce: diferencias y propiedades

Ambos son aleaciones de cobre. En el latón el aleante principal es el zinc; en el bronce el aleante principal es el estaño.

Latones

Clasificación y propiedades:

• Latones α: % Zn < 39 %. Fase α: solución sólida sustitucional de Zn en Cu (fcc). Son blandos, dúctiles y fáciles de trabajar en frío; endurecen por deformación en frío; se recocen entre 425–750 °C para recristalizar y refinar grano. La resistencia mecánica y el alargamiento aumentan con el contenido en Zn.
• Latones β: 46 % > % Zn > 39 %. Fase β′: solución sólida sustitucional ordenada de Zn en Cu (bcc ordenado); dura y frágil. A temperaturas elevadas aparece la fase β: solución sólida sustitucional desordenada de Zn en Cu (bcc), muy deformable. A mayor Zn: menor resistencia a la corrosión que la mayoría de latones.
• Latones α + β: 37,5 % < % Zn < 46 %. A temperatura ambiente son más frágiles que los latones α por la presencia de β′; presentan buena mecanización y resistencia mecánica intermedia.

Sustancias añadidas en latones y su función: Sn: resistencia mecánica y mejora frente a corrosión marina; Ni: resistencia a la corrosión bajo tensión; Al y Mn: aumento de resistencia mecánica; Pb: mejora la maquinabilidad; Si: mejora fluidez y soldabilidad; Fe: afina el grano.

Bronces

Bronces Cu–Sn (1–20 % Sn), pudiendo contener Zn, P, Pb y Ni. Para Sn > 20–25 % se consideran bronces especiales (por ejemplo, para fabricación de campanas). El estaño es un endurecedor del cobre más eficaz que el zinc.

• Mejores propiedades mecánicas que los latones: mayor resistencia a tracción al aumentar % Sn hasta ≈ 20 %.
• Mejor comportamiento frente a la corrosión (formación de pátina protectora en aire húmedo).
• Más costosos que los latones; maquinabilidad baja, mejorable con Pb; se pueden soldar añadiendo Sn.
• Aleaciones Sn monofásicas α: Sn hasta ≈ 15 % → solución sólida de Sn en Cu (fcc); dúctil y deformable en frío.
• Bronces para forja: Sn < 10 %.
• Aleaciones Sn bifásicas (región α + δ): 15 % < Sn < 32,4 %. Fase δ: dura y frágil, precipita en fronteras de grano de α y dificulta la deformación en frío.

Recocido previo a 700 °C → enfriamiento al aire/horno para evitar precipitación. Aleación monofásica → bronces para fundición o moldeo (≈ 12 % Sn en algunos casos).

Titanio: alotrópicos α y β

Considerando los alotrópicos α y β del titanio:

• Aleaciones α (hcp, t < 883 °C): ejemplos de aleantes: Al ≈ 5 % – Sn 2,5 %. Menos deformable que las β. Endurecen por solución sólida. Buen comportamiento frente a fluencia y oxidación entre 300–600 °C. Poca forjabilidad (baja plasticidad) pero buena soldabilidad.
• Aleaciones β (bcc, t > 883 °C): se deforman fácilmente en frío, endurecen por solución sólida o envejecimiento; son menos soldables y presentan peor comportamiento frente a fluencia y corrosión; pueden fragilizarse con el calentamiento por precipitación de titanuros. Ofrecen buen comportamiento mecánico y versatilidad de usos.
• Aleaciones α + β: combinan características; las aleaciones con más aleantes tienden a aumentar la resistencia mecánica. Tras recocido presentan alta ductilidad, buena estabilidad dimensional y térmica y buena resistencia mecánica. En temple aparecen fases tipo martensita de titanio (α sobreestructurada relativamente blanda) y fases β endurecidas por envejecimiento (β s.s.).

Aleaciones de aluminio: termotratables y no termotratables

Aleaciones termotratables: su estructura y propiedades mecánicas pueden modificarse mediante tratamientos térmicos (por ejemplo, temple y envejecimiento).

Aleaciones no termotratables: no sufren variación significativa en estructura o propiedades mecánicas mediante tratamientos térmicos; su endurecimiento obedece a otros mecanismos: endurecimiento por deformación (acritud), endurecimiento por solución sólida (adición de impurezas) o endurecimiento por refinamiento de grano.

Cerámicas técnicas: mecanismos de refuerzo para aumentar la tenacidad

El aumento de tenacidad en cerámicas técnicas puede conseguirse mediante dos estrategias principales:

• Procesos geométricos o desviación del frente de grieta: introducción de obstáculos transitorios (partículas, interfaces débiles, campos de tensiones residuales, partículas más tenaces de una segunda fase) que desvían la grieta durante su avance. Este reforzamiento depende de la fracción volumétrica de las perturbaciones.
• Proceso de apantallamiento: establecimiento de una zona de procesos irreversibles en el entorno de la grieta. Se puede conseguir mediante: refinamiento por cambio de volumen de partículas cercanas a la grieta; refinamiento por microgrietas; o por punteo de la grieta con granos o fibras que sellan la superficie de la grieta imponiendo una fuerza de cierre.

Cerámicos tradicionales y cerámicas avanzadas

Cerámicos tradicionales: porcelana, ladrillo, loza. Composición básica: arcilla mezclada con otros materiales inertes. Usos: aislantes, construcción, biomateriales.

Cerámicas avanzadas: alúmina densa, SiAlON, zircona. Composición típica: Al2O3 (alúmina), Si2AlON3 (SiAlON), ZrO2 + 5 % p. peso MgO (zircona estabilizada). Usos: herramientas de corte, superficies antidesgaste, recubrimientos, implantes médicos, componentes de turbinas y motores.

Clasificación de materiales poliméricos

Posibles criterios de clasificación:

• Según origen: naturales, sintéticos, semisintéticos.
• Según composición química: vinilos, estirénicos, acrílicos, etc.
• Según aplicaciones: fibras, elastómeros, adhesivos, etc.
• Según mecanismo de polimerización:

• Por adición: monómeros se unen formando macromoléculas lineales (reacciones de adición).
• Por condensación: dos grupos funcionales reaccionan generando polímeros lineales mayores y liberando pequeñas moléculas (agua, etc.).

Según comportamiento con la temperatura:

• Termoplásticos: blandos, dúctiles, se funden y pueden reciclarse.
• Termoestables: no se reblandecen con el calor, son rígidos y más frágiles; resistentes a altas temperaturas.
• Elastómeros: propiedades intermedias entre termoplásticos y termoestables (elasticidad elevada).

Polímeros termoplásticos: características y ejemplos

Los polímeros termoplásticos se ablandan al calentarse porque las cadenas se pueden deslizar; pueden fundirse y reformarse varias veces. Son flexibles, blandos y dúctiles y pueden reciclarse.

Diferencias frente a termoestables: los termoestables no se reblandecen con la temperatura, son más rígidos, más resistentes térmicamente y más frágiles.

Ejemplos de termoplásticos: polietileno (PE), policloruro de vinilo (PVC), nailon (poliamida).

Materiales compuestos: fase de refuerzo y clasificación

En un material compuesto, la fase de refuerzo aumenta la resistencia del conjunto y reduce la propensión al agrietamiento. Esta fase está dispersa en la matriz y determina en gran medida las propiedades mecánicas.

Clasificación según el tipo de refuerzo:

• Partículas.
• Fibras.
• Estructurados (láminas, sándwiches, etc.).

Material compuesto estructurado: definición y mecanismo

Un material compuesto estructurado consta de dos láminas externas de mayor resistencia y, entre ellas, una capa de material menos denso y de baja rigidez y resistencia (el núcleo). Las caras externas resisten la mayor parte de las cargas en el plano y cualquier esfuerzo transversal. Las funciones del núcleo son: separar las caras externas, resistir la deformación perpendicular al plano de la cara y proporcionar cierto grado de resistencia a la cizalladura a lo largo de los planos perpendiculares a las caras.

Las láminas externas pueden estar constituidas por contrachapado, aleaciones de aluminio o plásticos reforzados con fibras; el núcleo suele ser polímeros espumosos o cauchos sintéticos.

Texto original ampliado (contenido repetido y secciones adicionales del documento)

Reacción eutectoide: 727 °C. Austenita al 0,8 % → ferrita α al 0,025 % + cementita al 6,67 %. Esta combinación se llama perlita. Microestructura: perlita eutectoide laminar: fase oscura cementita y fase clara ferrita α.

Diagramas de Bain representan influencia de elementos de aleación sobre composición y temperatura de eutectoide. Alfágenos: silicio, wolframio. Gammágenos: carbono, nitrógeno.

Principales transformaciones de equilibrio a partir de acero austenítico: transformación perlítica: perlita gruesa → enfriamiento lento hasta temperatura eutectoide (727 °C). Perlita fina → transformación a temperaturas más bajas; las láminas de perlita se hacen más delgadas. Temperaturas (600–540 °C). Transformación bainítica: se produce por transformación alotrópica porque a estas temperaturas bajas es difícil la difusión del carbono. El tamaño de las láminas de ferrita y carburos precipitados es inferior al desarrollado en la perlita; por lo tanto, aumenta la dureza. Bainita superior (550–400 °C), inferior (400–250 °C).

Diferencias y semejanzas normalizado y recocido: Semejanzas → los dos para después poder mecanizar. Diferencias → normalizado después de conformado mecánico para eliminar tensiones. Recocido para antes de conformado para homogeneizar estructura, afinar grano y ablandar material.

Sobrecalentamiento y quemado: crecimiento excesivo de grano por mantener a temperatura elevada y deteriora las propiedades. Se evita añadiendo inhibidores de grano (Al, Nb, Ti y V) y alfágenos que hacen aumentar la línea A3.

Influencia de aleantes en templabilidad del acero: disminución de la velocidad crítica de enfriamiento para obtener martensita. El desplazamiento de la curva TTT a la derecha se consigue añadiendo vanadio → retrasan las reacciones austenita/perlita y/o bainita, lo que permite la formación de más martensita, que se traduce en más dureza.

Efectos de adición de níquel en una aleación. Describe tanto en acero inoxidable como maraging. → Al ser un elemento gammágeno aumenta la región de existencia y estabilidad de la fase γ. → Mejora la estabilidad de la capa de óxido protectora mejorando la templabilidad.

Efectos en acero inox: Aumenta la dureza, mejora la templabilidad, impide deformaciones en el temple, aumenta la resistencia al desgaste y abrasión, aumenta la resistencia a altas temperaturas.

Efectos en acero maraging: Posibilidades de transformación martensítica del sistema Fe-Ni para más de 8 % Ni. Endurecimiento estructural por maduración de la martensita mediante formación de nanoprecipitados coherentes con la matriz.

Estabilidad TRIP y martensitas (bloque repetido)

Describe por qué los aceros inoxidables austeníticos pueden presentar un carácter inestable (TRIP) o estable. Explica las diferencias entre la martensita mecánica y la martensita térmica: Cuando Ms es inferior a 25 °C, pero Md30 es superior a 25 °C → inestable. Cuando Ms es inferior a 25 °C, pero Md30 es inferior a 25 °C → estable. Siendo Md30 la temperatura por debajo de la cual se puede obtener un 50 % de martensita al aplicar una deformación igual a Ɛ = 0,8. La martensita mecánica se puede obtener por deformación mecánica de la austenita. Sin embargo, la térmica no requiere ningún tratamiento mecánico para su obtención.

Aceros para herramientas (bloque repetido)

Describe los principales tipos de aceros para herramientas. Explica algunas características comunes a todos ellos y en qué se diferencian: según medio de temple (agua, aire, aceite); según % aleantes (baja, media, alta). Tipos: al carbono (F), templables en agua, aceite y aire (W, O, A), para matrices (A y D), para altas temperaturas (H), rápidos (T y M). Características comunes: resistencia al desgaste, alta indeformabilidad debido a su alta dureza, tenacidad en el núcleo, buena maquinabilidad, estabilidad a altas temperaturas T > 600 °C. Diferencias: según la cantidad de carbono y otros aleantes que posea el acero se pueden usar para fabricar diferentes herramientas según su uso: para corte por arranque de viruta, para corte por cizalladura, para conformado por deformación, etc.

Clasificación de fundiciones (bloque repetido)

¿Cómo se clasifican las fundiciones de hierro? ¿Cuáles son los diferentes tipos? Se clasifican según su composición y según la forma de presentarse el carbono: Según su composición → eutécticos (4,3 % C); hipoeutécticos (2,11–4,3 % C); hipereutéctica (más de 4,3 % C); aleados. Según la forma de presentarse el carbono → fundición blanca, fundición gris, fundición atruchada, fundición maleable, fundición dúctil o con grafito esferoidal.

Además de la forma del grafito, las fundiciones de hierro se clasifican según sus matrices. ¿Cómo se forman estas matrices en las fundiciones de hierro?: la estructura de la matriz y las propiedades de cada tipo de fundición están determinadas por la forma en que la austenita se transforma en la reacción eutectoide.

Fundición dúctil y gris (bloque repetido)

Describe algunas de las propiedades específicas o peculiares de las fundiciones gris y dúctil: → La fundición dúctil se consigue añadiendo Ce o elementos alcalinos o alcalinotérreos (Mg o Ca) que se añaden en el momento de la colada a la fundición gris en estado líquido y favorecen durante la solidificación la formación de nódulos esféricos de grafito. → Propiedades de la fundición dúctil: mayor resistencia mecánica, ductilidad y tenacidad que la fundición gris, ya que, al encontrarse el grafito en forma esferoidal, la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar. Bajo coeficiente de rozamiento, alta resistencia a la fatiga, buena resistencia a la corrosión, buena aptitud para el moldeo y para ser soldada.

Fundición gris (bloque repetido)

La fundición gris está formada por perlita, ferrita o mezcla de ambas interrumpidas por láminas de grafito frágiles y blandas que ocupan gran volumen y producen debilitamiento y fragilidad. Las propiedades de la fundición gris: baja temperatura de fusión (1.100–1.200 °C) y bajo coeficiente de contracción al solidificar. Son fáciles de mecanizar y tienen gran resistencia al desgaste debido a que el grafito actúa como lubricante y les confiere una gran capacidad de amortiguamiento de vibraciones. La resistencia mecánica depende en gran medida de la matriz, aumentando la resistencia a la tracción y la dureza con la cantidad de carbono combinado, siendo mayor en la matriz perlítica que en la ferrítica. Su resistencia a la corrosión frente al agua, ambientes industriales y otros medios poco corrosivos es superior a la de los aceros al carbono.

Latón y bronce (bloque repetido con detalles)

¿Cuál es la principal diferencia entre un latón y un bronce? Describe las principales propiedades de cada uno de ellos e indica las sustancias principales. → Las dos son aleaciones de cobre, pero en el caso del latón el aleante principal es el zinc, mientras que en el caso del bronce el aleante principal es el estaño.

Propiedades del latón: → Latones α: % Zn < 39 %: fase α; solución sólida sustitucional de Zn en Cu (fcc); blandos, dúctiles y fáciles de trabajar en frío; endurecen por deformación en frío; se tratan por recocido a 425–750 °C para obtener grano fino y recristalización; la resistencia mecánica y el alargamiento aumentan con el contenido en Zn. → Latones β: 46 % > % Zn > 39 %; fase β′: solución sólida sustitucional ordenada de Zn en Cu (bcc ordenado); dura y frágil; a temperatura elevada: fase β desordenada (bcc) muy deformable; mayor Zn: menor resistencia a la corrosión que la mayoría de los latones. → Latones α + β: 37,5 % < % Zn < 46 %; a temperatura ambiente son más frágiles que los latones α debido a la presencia de β′; a temperatura ambiente la resistencia mecánica y la facilidad de mecanización aumentan en comparación con latones α; se elaboran en forma de productos laminados en caliente, extruidos y también moldeados, que posteriormente se mecanizan para obtener piezas.

Sustancias principales de los latones: Sn: mejora resistencia mecánica y corrosión marina; Ni: resistencia a la corrosión por tensión; Al y Mn: aumentan resistencia mecánica; Pb: maquinabilidad; Si: fluidez y soldabilidad; Fe: afina el grano.

Propiedades del bronce: → aleaciones Cu–Sn (1–20 % Sn) pudiendo contener Zn, P, Pb y Ni; Sn > 20–25 %: bronces especiales (fabricación de campanas); Sn es endurecedor del cobre más potente que Zn; mejores propiedades mecánicas que los latones (mayor resistencia a tracción al aumentar % Sn hasta 20 %); mejora comportamiento frente a la corrosión (pátina protectora en aire húmedo); más caros que los latones; maquinabilidad baja mejorable por adición de Pb; se pueden soldar mediante aporte de Sn.

Aleaciones Sn monofásicas α → Sn hasta ≈ 15 %: solución sólida de Sn en Cu (fcc); dúctil y deformable en frío. Bronces para forja Sn < 10 %. Aleaciones de Sn bifásicas (región α + δ): 15 % < Sn < 32,4 %; fase δ: dura y frágil que precipita en fronteras de grano de la fase α e impide deformación en frío.

Recocido y titanio (bloques repetidos)

Recocido previo a 700 °C → enfriamiento aire/horno → evitando precipitación. Aleación monofásica → bronces para fundición o moldeo (≈ 12 %).

Considera los alotrópicos α y β de titanio. Describe las principales características de cada uno de ellos. → Aleaciones α (hcp a T < 883 °C); 5 % Al – 2,5 % Sn; menos deformable por la fase β que la estructura hcp; endurece por solución sólida; buen comportamiento a fluencia y oxidación entre 300–600 °C; poco forjable (baja plasticidad) y buena soldabilidad. → Aleaciones β (bcc a T > 883 °C); deformable fácilmente en frío; endurece por solución sólida o envejecimiento; poco soldable; peor comportamiento frente a fluencia y corrosión; fragiliza con el calentamiento por precipitación de titanuros; buen comportamiento mecánico y versatilidad de usos. → Aleaciones α+β: α baja resistencia en frío y fragilidad (aumento de aleantes → resistencia mecánica ↑). Recocido: alta ductilidad; poco soldable; estabilidad dimensional y térmica; buena resistencia mecánica. Temples: martensita de titanio, α (fase sobreestructurada relativamente blanda); fase β de aleaciones endurecidas por envejecimiento → temple (β solución sólida).

Aleaciones de aluminio (bloque repetido)

¿Qué son las aleaciones de aluminio termotratables y no termotratables? ¿A qué obedece el endurecimiento de los dos tipos de aleaciones? → Para las termotratables es posible modificar su estructura y sus propiedades mecánicas con diferentes tratamientos térmicos, mientras que las no termotratables no sufren variación alguna en sus propiedades mecánicas ni en su estructura mediante estos tratamientos. Las aleaciones que no son endurecibles mediante tratamientos térmicos obedecen a otros métodos de endurecimiento como la acritud (endurecimiento por deformación), endurecimiento por solución sólida (adición de impurezas) o endurecimiento por tamaño de grano; las endurecibles por tratamientos térmicos se basan en tratamientos como el temple para conseguir dicho endurecimiento.

Mecanismos de refuerzo en cerámicas (bloque repetido)

Describe los principales mecanismos de refuerzo que se utilizan en las denominadas cerámicas técnicas o ingenieriles para aumentar su tenacidad. → El aumento de la tenacidad se puede conseguir mediante dos estrategias diferentes: procesos geométricos o desviaciones en el frente de la grieta mediante la introducción de obstáculos transitorios; se produce una deflexión de la grieta durante su avance debido a campos de tensiones residuales, interfaces débiles o partículas más tenaces de una segunda fase. Cualquier heterogeneidad localizada en el extremo de la fisura produce una perturbación frente a la misma, lo que significa que este reforzamiento depende de la fracción volumétrica de la perturbación.

Proceso de apantallamiento mediante el establecimiento de una zona de procesos irreversibles en el entorno de la grieta. Podemos hacerlo mediante tres opciones: refinamiento por un cambio de volumen de las partículas cercanas a la grieta; refinamiento por microgrietas o por punteo de la grieta (poner granos o fibras que sellan la superficie de la grieta imponiendo una fuerza de cierre).

Cerámicos tradicionales y avanzados (bloque repetido)

Señala ejemplos de materiales cerámicos tradicionales y de cerámicas avanzadas. Indica las diferencias principales según su composición. → Como material cerámico tradicional: porcelana, ladrillo, loza; composición: arcilla mezclada con otros materiales inertes; usos: aislantes, construcción o biomateriales. → Como cerámica avanzada: alúmina densa, SiAlON o zircona; composición: Al2O3, Si2AlON3 y ZrO2 + 5 % p. peso MgO respectivamente; usos: herramientas de corte, superficies antidesgaste, recubrimientos, implantes médicos; partes de turbinas y motores.

Polímeros (bloque repetido)

Explica posibles criterios para clasificar los materiales poliméricos. Describe según el tipo de unión entre cadenas y comportamiento con la temperatura. → Hay varios criterios de clasificación para los materiales poliméricos: según su origen (naturales, sintéticos o semisintéticos); según su composición química (vinilos, estirénicos, acrílicos, etc.); según sus aplicaciones (fibras, elastómeros, adhesivos, etc.); y los dos grupos más importantes: según su mecanismo de polimerización (por adición o por condensación). Según su comportamiento al elevar la temperatura hay tres tipos: termoplásticos, termoestables y elastómeros.

Describe las características específicas de los polímeros termoplásticos e indica diferencias frente a los polímeros termoestables. Señala algunos tipos de materiales termoplásticos. → Los polímeros termoplásticos se calientan y se vuelven blandos, ya que las cadenas que los forman se pueden deslizar. Se pueden calentar y fundir varias veces. Son flexibles, blandos y dúctiles. Se pueden reciclar. Las principales diferencias frente a los termoestables es que estos no se reblandecen con la temperatura y son más rígidos, más resistentes y más frágiles. Algunos ejemplos de termoplásticos: polietileno, PVC y nailon.

Materiales compuestos (bloque repetido)

En un material compuesto, ¿qué aporta la fase de refuerzo a la matriz? Clasifica según el tipo de refuerzo. → Básicamente, la fase de refuerzo incrementa la resistencia del material y ayuda a disminuir el agrietamiento. Esta fase está dispersa por la matriz y de ella dependen las propiedades mecánicas del material. Según el refuerzo, los materiales compuestos se pueden clasificar por partículas, fibras o estructurados.

Material compuesto estructurado (bloque repetido)

¿Qué se entiende por material compuesto estructurado? Describe su mecanismo de activación. → Consta por un material compuesto por dos láminas externas de mayor resistencia, y entre ellas una capa de material menos denso, de baja rigidez y resistencia. Las caras resisten la mayor parte de las cargas en el plano y cualquier esfuerzo transversal. Las funciones del núcleo son separar las caras externas, resistir la deformación perpendicular al plano de la cara y dar cierto grado de resistencia a la cizalladura a lo largo de los planos perpendiculares a las caras. Las láminas externas están constituidas por contrachapado, aleaciones de aluminio o plásticos reforzados con fibras. En el núcleo: polímeros espumosos o cauchos sintéticos.