Estructura granular
En ésta, el elemento fundamental es el grano, constituido por agrupación de cristales. Los granos tienen gran importancia en las propiedades mecánicas de los metales. Los granos son de forma irregular y su tamaño oscila entre 0,02 y 0,2 mm, lo cual depende, principalmente:
- Del proceso de fabricación del metal.
- De los procesos térmicos a que se haya sometido el metal. A mayor temperatura, mayor es el grano de que está constituido un metal, y peores son, en general, sus propiedades mecánicas. Esto es debido a que los metales de interés técnico contienen siempre cierta cantidad de impurezas insolubles formadas por óxidos, sulfuras, silicatos, etc. Estas impurezas se concentran formando verdaderas capas que envuelven los granos y los separan unos de otros. Para una misma proporción de impurezas, resultan capas más delgadas cuantos más pequeños son los granos, ya que su superficie total es mayor que si los granos son grandes. Además, si las capas son muy delgadas, son en general discontinuas, quedando los granos bien unidos por las discontinuidades.
Influencia de la estructura
Las propiedades de un metal varían según sea el tamaño de sus granos o cristales. Cuanto más pequeños sean éstos, tanto más duro y resistente será el metal. Por el contrario, cuanto más grandes sean los granos, tanto más frágil y menos resistente será. El número de granos y su tamaño dependen del proceso de fabricación del metal y de los procesos térmicos a que se haya sometido.
Curvas de enfriamiento
Una curva de enfriamiento es un tipo de gráfico utilizado en química, física, ingeniería y otras disciplinas para medir el progreso de una sustancia en enfriamiento. Un eje de la gráfica, usualmente el eje x, es el del valor del tiempo, mientras que la temperatura se representa mediante el otro eje.
El estudio de las transformaciones experimentadas por un metal al pasar de un estado a otro se realiza con gran precisión, utilizando las curvas de enfriamiento. Estas curvas son la representación gráfica del proceso de enfriamiento, en función del tiempo, hasta que el metal se solidifica. En los metales puros se pueden representar tres clases de curvas.
La curva 1 muestra el caso ideal teórico. La solidificación empieza en B y termina totalmente en C. La temperatura de solidificación, «ts», permanece constante entre B y C y corresponde a un tiempo «be». La curva CD es el enfriamiento del metal solidificado.
La curva 2 muestra el enfriamiento de un metal que no experimenta cambio de estado.
La curva 3 es un ejemplo de las curvas que resultan en la práctica, las cuales presentan ciertas irregularidades debidas a fenómenos de sobre enfriamiento que tienen lugar antes de iniciarse la solidificación.
Se puede hacer uso de una variedad de métodos para realizar curvas de enfriamiento. Los métodos más sencillos involucran la adición de una sustancia en un ambiente con temperatura controlada, haciendo uso de un termómetro, se crea un registro de la temperatura de la sustancia en intervalos regulares.