Hogar » Disposición atómica en aleaciones

Disposición atómica en aleaciones

1910
Metallurgist analyzing atomic arrangement in alloys under a microscope in a laboratory.

Alloys are classified based on atomic arrangement. In substitutional alloys, atoms of the solute element replace atoms of the solvent in the crystal lattice, common when atomic sizes are similar. In interstitial alloys, smaller solute atoms, like carbon in iron, fit into the spaces (interstices) between the larger solvent atoms. This structural difference fundamentally dictates the alloy’s mechanical properties.

The distinction between substitutional and interstitial solid solutions is fundamental to physical metallurgy and alloy design. The type of solid solution that forms is primarily governed by the relative sizes of the solute and solvent atoms. Substitutional alloys typically form when the atomic radii of the two elements are within about 15% of each other, a guideline known as the Hume-Rothery size-factor rule. When a solute atom replaces a solvent atom, it introduces localized lattice strain, which impedes dislocation motion and thus increases the material’s strength and hardness, but often reduces its ductilidad. Examples include brass (zinc in copper) and bronze (tin in copper).

Las aleaciones intersticiales, por otro lado, se forman cuando los átomos de soluto son significativamente más pequeños que los átomos de disolvente, lo que les permite ocupar los sitios intersticiales dentro de la red cristalina sin desplazar un átomo de disolvente. Los átomos intersticiales comunes son hidrógeno, boro, carbono y nitrógeno. La presencia de estos átomos causa una distorsión reticular significativa, lo que proporciona un mecanismo muy eficaz para bloquear el movimiento de dislocación, lo que lleva a un aumento sustancial en la dureza y la resistencia. El ejemplo más destacado es el acero, donde los átomos de carbono ocupan sitios intersticiales en la red del hierro. La cantidad de carbono y su ubicación, que se puede controlar mediante tratamiento térmico, determina las propiedades finales del acero, desde acero dúctil con bajo contenido de carbono hasta acero duro y quebradizo con alto contenido de carbono.

UNESCO Nomenclature: 3308
– Metallurgy

Tipo

Principio físico

Disrupción

Fundacional

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • John Dalton’s atomic theory
  • Descubrimiento de estructuras cristalinas mediante difracción de rayos X por William Henry Bragg y William Lawrence Bragg
  • Conceptos básicos de mezclas y soluciones químicas
  • primeros estudios metalográficos de microestructuras metálicas

Aplicaciones

  • Diseño de aceros de alta resistencia (carbono intersticial en hierro)
  • Creación de latón resistente a la corrosión (zinc sustitutivo en cobre)
  • Desarrollo de plata esterlina para mayor durabilidad (cobre sustitutivo en plata)
  • Formulación de elementos calefactores de nicromo (níquel y cromo sustitutivos)

Patentes:

NA

Posibles ideas innovadoras

Membresía obligatoria de Professionals (100% free)

Debes ser miembro de Professionals (100% free) para acceder a este contenido.

Únete ahora

¿Ya eres miembro? Accede aquí
Related to: substitutional alloy, interstitial alloy, crystal lattice, solid solution, solute, solvent, metallurgy, atomic arrangement, lattice strain, steel.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

DISPONIBLE PARA NUEVOS RETOS
Ingeniero Mecánico, Gerente de Proyectos, Ingeniería de Procesos o I+D
Desarrollo eficaz de productos

Disponible para un nuevo desafío a corto plazo.
Contáctame en LinkedIn
Integración de electrónica de metal y plástico, diseño a coste, GMP, ergonomía, dispositivos y consumibles de volumen medio a alto, fabricación eficiente, industrias reguladas, CE y FDA, CAD, Solidworks, cinturón negro Lean Sigma, ISO 13485 médico

Estamos buscando un nuevo patrocinador

 

¿Su empresa o institución se dedica a la técnica, la ciencia o la investigación?
> Envíanos un mensaje <

Recibe todos los artículos nuevos
Gratuito, sin spam, correo electrónico no distribuido ni revendido.

o puedes obtener tu membresía completa -gratis- para acceder a todo el contenido restringido >aquí<

Contexto histórico

(si se desconoce la fecha o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se ofrece una estimación redondeada de su notable aparición)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados

Scroll al inicio

También te puede interesar