1. Tipos de Enlaces Químicos

• Enlaces Primarios:
  • Iónico
  • Covalente
  • Metálico
• Enlaces Secundarios:
  • Enlace por puente de hidrógeno
  • Enlace dipolo inducido fluctuante
  • Enlace dipolo inducido-molécula polar

2. Conductividad en Cerámicas

¿Por qué las cerámicas son malas conductoras atendiendo al tipo de enlace?

Los enlaces de las cerámicas suelen ser iónicos o covalentes. Estos enlaces son malos conductores.

3. Sólidos Cristalinos vs. Sólidos Amorfos

¿Qué diferencias existen entre un sólido cristalino y otro amorfo?

La principal diferencia es su estructura. En un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos de largo alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir dónde se encontrará el próximo átomo.

4. Dislocaciones: Definición y Tipos

¿Qué es una dislocación y cuántos tipos hay?

Una dislocación es un defecto lineal alrededor del cual los átomos están desalineados. Existen dislocaciones de aristas y helicoidales.

• Dislocaciones de aristas: Porción extra de un plano de átomos cuya arista termina dentro del cristal.
• Dislocaciones helicoidales: Se forma al aplicar un esfuerzo cizallante. La parte superior de la región frontal del cristal desliza una unidad atómica a la derecha respecto a la parte inferior.
• Dislocaciones mixtas: Combinación de las dos anteriores. La mayoría de las dislocaciones son de este tipo.

5. Reglas de Hume-Rothery para la Disolución Sólida Total

Enumera las reglas de Hume-Rothery para que exista disolución sólida total.

• Factor de tamaño atómico: La diferencia entre los radios atómicos debe ser inferior al 15%.
• Estructura cristalina: Los dos metales deben tener la misma estructura cristalina.
• Electronegatividad: La electronegatividad debe ser similar.
• Valencia: La valencia debe ser la misma.

6. Efecto de la Temperatura en el Tamaño de Grano

¿Por qué a elevadas temperaturas se produce un aumento del tamaño de grano de los materiales?

Porque los granos se reestructuran y se juntan unos con otros formando nuevos granos más grandes, pero el material se hace más blando, menos resistente y menos dúctil.

7. Mecanismos de Endurecimiento en Metales

Enumera los mecanismos de endurecimiento en metales:

• Reducción de tamaño de grano.
• Aleación por disolución sólida.
• Endurecimiento por deformación.

8. Influencia del Tamaño de Grano en la Dureza

¿Cómo influye el tamaño de grano en la dureza de un metal? Justificar la respuesta.

Un material con un menor tamaño de grano es más duro que uno de mayor tamaño, ya que el de menor tamaño tiene un área total del límite de grano mayor para impedir el movimiento de las dislocaciones.

9. Definiciones: Resiliencia, Tenacidad y Ductilidad

• Resiliencia: Capacidad de un material para absorber energía elástica cuando es deformado.
• Tenacidad: Medida de la capacidad de un material de absorber energía antes de la fractura.
• Ductilidad: Medida del grado de deformación plástica que puede ser soportada hasta la fractura. Un material que experimenta poca deformación plástica se denomina frágil.

10. Ferrita Eutectoide vs. Ferrita Proeutectoide en Aceros Hipoeutectoides

En un acero hipoeutectoide existen tanto la ferrita eutectoide como la ferrita proeutectoide, explicar la diferencia entre ellas. Indicar el contenido de carbono aproximado en cada una de ellas.

La diferencia que hay es que la ferrita proeutectoide tiene menos composición de carbono (entre 0.022 y 0.77%) que la ferrita eutectoide. Entonces, la ferrita proeutectoide se forma antes de llegar a la reacción eutectoide.

11. Microestructuras Obtenidas a partir de la Austenita

Enumera tres microestructuras diferentes que se obtengan a partir de la austenita al ser enfriada. Ordenar de menor a mayor dureza, justificando la causa de la mayor o menor dureza.

1. Perlita: Es la más blanda porque se consigue con un enfriamiento mucho menor que el resto de microestructuras.
2. Bainita: Se obtiene por difusión, son láminas muy finas de ferrita y cementita (agujas).
3. Martensita: Es la más dura porque se consigue enfriando muy rápido (templado). No deja que los átomos se reorganicen, formándose dislocaciones.

12. Esferoidita: Obtención y Propiedades Mecánicas

¿Qué es la esferoidita, cómo se puede obtener y en comparación con la perlita qué comportamiento mecánico es de esperar que tenga?

La esferoidita son esferas que están embebidas en una matriz de ferrita. Se obtiene cuando la microestructura perlita o bainita se calienta por debajo de la temperatura eutectoide durante 18-24h. La esferoidita es menos dura y resistente que la perlita, ya que tiene menos restricciones de movimiento al haber menor superficie de límite de fase por unidad de volumen, dando la deformación plástica con mayor facilidad.

13. Obtención de Martensita: Importancia del Enfriamiento Rápido

A la hora de obtener martensita es necesario enfriar rápidamente, ¿cuál es el objetivo?

Sí, es necesario, ya que una velocidad de temple muy rápida no permite la difusión de los átomos de carbono, así se obtiene una estructura en la cual hay muchas dislocaciones y es difícil mover los átomos de lugar.

14. Efecto de los Aleantes en las Curvas de Transformación Isotérmicas

¿Qué efecto tienen los aleantes (Cr, Mo, W…) en las curvas de transformación isotérmicas y en la velocidad de enfriamiento de la austenita para obtener martensita?

• Aumento del tiempo para alcanzar la nariz de la transformación austenita-perlita (y también la fase proeutectoide, si existe).
• Aparición de una nariz propia para la transformación bainítica.

15. Austenita Retenida: Definición y Formación

¿Qué es la austenita retenida y cómo se produce?

Es la austenita que queda después de realizar el templado del acero. Se produce cuando se genera la transformación de austenita en martensita. Empieza la transformación en la frontera de los granos, mientras se va formando la martensita, va arrinconando a la austenita en el centro del grano. Para que la austenita se transforme debe deformar a la martensita, pero como la martensita es muy dura, resiste la deformación y la austenita atrapada permanece como austenita retenida.

16. Templabilidad vs. Dureza

Define templabilidad. ¿Es lo mismo que la dureza?

La templabilidad es una medida de la profundidad a la cual una aleación específica puede endurecerse. No es lo mismo que la dureza.

17. Etapas del Tratamiento Térmico de Endurecimiento por Precipitación

Enumera las etapas del tratamiento térmico de endurecimiento por precipitación:

• Calentar la disolución sólida sobresaturada alfa a una temperatura intermedia T2 dentro de la región bifásica.
• La fase beta comienza a formarse como partículas finamente dispersas, se denomina envejecimiento.
• Después de permanecer el tiempo adecuado a la T2, la aleación se enfría a temperatura ambiente.

18. Conductividad del Cobre: Explicación a Nivel Atómico

En los metales de transición, la banda 3d se solapa a la banda 4s. Este solapamiento proporciona niveles energéticos a los cuales los electrones pueden ser excitados, sin embargo, la compleja interacción entre bandas evita que la conductividad sea tan alta como para los mejores conductores. ¿Por qué el cobre (3d¹⁰ 4s¹) presenta alta conductividad?

Porque la banda interna 3d está llena y el átomo retiene fuertemente a estos electrones. Entonces hay poca interacción entre los electrones de las bandas 4s y 3d, y por eso tiene una alta conductividad el cobre.

19. Ley de Matthiessen: Componentes de la Resistividad Total

La resistividad total en un metal viene descrita por la ley de Matthiessen, en la cual aparecen tres componentes, ¿cuáles son? ¿Cuál es el más importante y qué hay que eliminar de un conductor?

Los componentes son: resistividad de las vibraciones térmicas, de las impurezas y de la deformación plástica. Los más importantes son las vibraciones térmicas y las impurezas.