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3, MSE 791 Propiedades mecánicas de materiales nanoestructurados
Módulo 3: Física fundamental y diseño de materiales
Clase 1
1. ¿Qué es el endurecimiento por deformación (trabajo)? ¿Cuál es el mecanismo de endurecimiento por deformación?
El endurecimiento por deformación es el aumento de la tensión de flujo al aumentar la deformación. Su magnitud es,
donde σ es la tensión verdadera y ε es la deformación verdadera. El endurecimiento por deformación es causado por
acumulación de defectos cristalinos: principalmente dislocaciones, y también fallas de apilamiento y
gemelos en algunos casos.
2. ¿Cuáles son los factores que determinan la resistencia de un metal? Enumere algunos factores que pueden
mejorar la fuerza.
La fuerza está determinada por los obstáculos de dislocación que bloquean el deslizamiento de la dislocación. Factores que pueden
aumentar la resistencia incluyen: a) tamaño de grano más pequeño (sigue la relación Hall-Petch:
= 0 + kd -1/2 , b) átomos de soluto (endurecimiento de la solución), c) partículas de segunda fase, d) gemelos,
e) fallas de apilamiento, f) dislocaciones entrelazadas, g) límites de fase
3. ¿Cuáles son los factores que determinan la ductilidad de un metal? Enumere dos factores mecánicos
que puede mejorar la ductilidad.
1) Tasa de endurecimiento por deformación (primaria); 2) Sensibilidad a la velocidad de deformación (secundaria). Alto vapor
La tasa de endurecimiento y la alta sensibilidad a la tasa de deformación aumentarán el alargamiento uniforme (es decir,
ductilidad).
4. Los metales nanoestructurados suelen tener baja ductilidad. Explique por qué en términos de mecánica
comportamiento y mecanismos de deformación.
Los metales nanoestructurados suelen tener baja ductilidad porque tienen un endurecimiento por deformación bajo.
índice. La baja tasa de endurecimiento por deformación es causada por una acumulación baja e incluso nula de
dislocaciones y otros defectos. Cuando el tamaño de grano se vuelve muy pequeño, p. Ej. <100 nm,
hay muy pocas o ninguna fuente de dislocación en el interior del grano. Los límites de grano actúan como
tanto la fuente de dislocación como el sumidero, de modo que la dislocación no se almacene / acumule en el grano
interior. Los límites del grano de las dislocaciones son atraídos y absorbidos por el límite del grano.
5. La siguiente figura muestra que el Ti nanoestructurado se vuelve inestable (estrechamiento) a niveles muy bajos.
deformación bajo prueba de tracción. ¿Puede concluir que el Ti nanoestructurado es frágil? Justificar
Tu respuesta.
No. Un material es frágil si no tiene plasticidad bajo ningún modo de deformación.
El Ti nanoestructurado es inestable bajo la prueba de tracción, pero es estable bajo la prueba de compresión.
Por tanto, no es frágil. Solo no tiene alta ductilidad bajo tensión.
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Figura 3-1 . Curvas tensión-deformación de tracción del Ti nanoestructurado.
6. ¿Cómo se apilan los átomos en las estructuras bcc, fcc y hcp? Explica con la ayuda de bocetos.
Consultar libro de texto o wikipedea .
7. Dibujar estructuras cristalinas bcc, fcc y hcp. Dibuja toda la dirección compacta, y cierra
planos empaquetados en estructuras fcc y hcp. Dibuje los planos de deslizamiento {110} y {112} en Cco
estructura.
Consulte el libro de texto para saber si hay MSE200 o MSE201.
8.
La siguiente figura muestra una dislocación de tornillo. Suponiendo el sentido (vector) de la
La línea de dislocación apunta hacia abajo, dibuje un circuito para determinar su vector Burgers. ¿Y si el
¿Se invierte el sentido de la línea de dislocación?
Figura 3-2 . Esquemas de una dislocación de tornillo.
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El vector de Burgers se invertirá si se invierte el sentido de la línea de dislocación.
9.
La siguiente figura muestra una dislocación del borde. Suponiendo el sentido (vector) de la
La línea de dislocación apunta hacia el papel, dibuje un circuito para determinar su vector Burgers. Y si
¿Se invierte el sentido de la línea de dislocación?
Figura 3-3 . Esquemas de una dislocación de borde.
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Figura 3-4 . Esquemas de una dislocación en un cristal cúbico.
Los 3 vectores de Burgers son iguales. El sentido de la línea de dislocaciones va de izquierda a derecha.
11. La siguiente figura muestra tres dislocaciones que se unen en un punto. Cual es la relacion
entre b 1 , b 2 y b 3 .
Figura 3-5 . Esquemas de una red de tres dislocaciones que se encuentran en un nodo de dislocación.
b1=b2+b3
12. La siguiente figura muestra tres dislocaciones que se encuentran en un punto. Cual es la relacion
entre b 1 , b 2 y b 3 ?
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Figura 3-7 . Esquemas de plano compacto (111) en un cristal fcc, el posible apilamiento
posiciones y tres dislocaciones parciales, B 1 , B 2 , y B 3 .
(a) vea el dibujo en la figura.
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