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Fragilización por metal líquido (LME)

1930
  • Adolph S. Rehbinder
Científico de materiales que analiza en laboratorio la fractura de un metal debido a la fragilización por metal líquido.

La fragilización por metal líquido es un fenómeno en el que un metal sólido normalmente dúctil experimenta una grave pérdida de ductilidad y falla de forma quebradiza cuando se moja con un metal líquido específico mientras está sometido a tracción. estrés. El fallo suele ser catastrófico y rápido. El mecanismo implica la adsorción de átomos de metal líquido en la punta de una grieta, lo que reduce la fuerza de cohesión de los enlaces atómicos del sólido.

Para que se produzca la LME, deben cumplirse varias condiciones: la presencia de una tensión de tracción, un contacto íntimo entre los metales sólido y líquido y un emparejamiento metalúrgico específico. Un ejemplo clásico y dramático es la fragilización del aluminio por el galio líquido. Una pequeña gota de galio sobre una pieza de aluminio sometida a tensión puede provocar su fractura casi instantánea. La novedad técnica de la comprensión de la LME fue el reconocimiento de que la fractura podría estar impulsada por un fenómeno de energía de superficie en lugar de por las propiedades del material a granel. Los átomos de metal líquido "descomprimen" los enlaces atómicos en el extremo de la grieta, reduciendo la energía necesaria para su propagación.

La gravedad del LME depende de factores como la temperatura, el nivel de tensión y la pareja metálica sólida-líquida específica. La solubilidad entre ambos metales es un factor clave; los sistemas con baja solubilidad mutua suelen ser muy susceptibles. Históricamente, las fallas inesperadas en estructuras como estructuras de acero galvanizado o en componentes donde se rompían termómetros de mercurio se atribuían posteriormente al LME. Este conocimiento se convirtió en fundamental para la selección de materiales y la evaluación de la compatibilidad en el diseño de ingeniería, especialmente en los sectores aeroespacial y nuclear, donde metales diferentes suelen estar muy próximos.

UNESCO Nomenclature: 3308
- Ciencia de los materiales

Tipo

Proceso físico

Disrupción

Sustancial

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • el trabajo de thomas young sobre la tensión superficial y la cohesión
  • desarrollo de los conceptos de termodinámica y energía interfacial de josiah willard gibbs
  • Comprensión del enlace metálico y las estructuras cristalinas
  • prácticas industriales como la galvanización por inmersión en caliente y la soldadura, que crearon oportunidades para observar el efecto

Aplicaciones

  • Directrices de diseño para evitar el contacto entre pares de metales susceptibles en aplicaciones de alta temperatura (por ejemplo, intercambiadores de calor)
  • Análisis de fallos en industrias que utilizan metales fundidos, como soldadura, soldadura fuerte y galvanización.
  • Comprensión de los riesgos de seguridad en los reactores nucleares que utilizan refrigerantes metálicos líquidos
  • Aplicaciones de fractura controlada para reciclaje o demolición de materiales

Patentes:

NA

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