Estructuras Widmanstatten Camacho Jonnathan1, Galarza Pedro2, Sánchez Alex3, Viteri Verónica4 ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO Riobamba – Ecuador
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Resumen.- En este documento vamos a hablar sobre las estructuras Widmanstatten como están conformados, cuál es su composición microestructural y su origen, también sobre el ZAC de la estructura del widmanstattenthomson. Palabras clave.- meteorito, estructura, enfriamiento, zona sobrecalentada. Summary. - In this document we are going to talk about the Widmanstatten as structures are formed, which is its composition microstructural and its origin, also on the ZAC of the structure of the widmanstattenThomson. Key Words. - Meteorite, structure, cooling, area overheated. i.
INTRODUCCIÓN
Es una estructura acicular, grosera, típica de los aceros en bruto de colada; proporciona fragilidad y, por lo tanto es indeseable. La ferrita aparece rodeando los granos y a partir de ella se desarrollan las agujas o ramificaciones características de dicha estructura. Se originan por altas temperaturas de coladas, en el aporte y zonas afectadas por el calor en soldaduras, o durante transformaciones en estado sólido, cuando la velocidad de enfriamiento es demasiado alta para permitir la formación de ferrita intergranular. [1] ii.
BREVE HISTORIA
Los meteoritos entran en nuestra atmósfera y se estima una razón de 100 por año, con una velocidad media aproximada de 71 kilómetros por segundo, que es la combinación de la velocidad a la que se desplaza el meteorito (42
Km/s) y la velocidad a la que se mueve la Tierra (29 Km/s), entonces sólo si tienen suficiente masa y no se desintegran en la atmósfera caen dejando un cráter, pero como 3/4 partes de nuestro planeta son agua, encontramos 6/100 al año. Entre 80 y 110 km el meteorito que ya ha entrado en nuestra atmósfera alcanza la máxima temperatura, que a veces es suficiente para su fusión, para su desintegración, esta temperatura no viene dada por la fricción, sino por la incandescencia temporal a causa de la presión del choque, es decir, cuando el aire atmosférico se comprime al chocar con el meteorito, y al aumentar la presión, aumenta la temperatura, en ese momento es cuando vemos el destello, lo que llamamos lluvia de estrellas, o estrellas fugaces. Como se funde la superficie del meteorito en la atmósfera mientras cae al impactar contra el suelo terrestre se enfría y solidifica. [2] Pero hay algo, un secreto que encierran los meteoritos metálicos, que son las líneas de estructuras de Widmanstatten-Thomson (FeNi), son características exclusivas de los meteoritos metálicos, y se forman debido a un enfriamiento muy lento en el espacio de la masa principal del asteroide, en concreto de su núcleo, durante millones de años; las líneas de estructuras de W-T son por un entrecruzamiento de varias fases de Hierro y Níquel con estructura cristalina tipo bcc (Body Center Cubic_Empaquetamiento Cúbico Centrado en el Cuerpo). [2]
Figura 1. Estructura bcc. [2] Estructuras (Fe-Ni).
de
Widmanstatten-Thomson
La geometría de las líneas de estructuras de Widmanstatten-Thomson (Fe-Ni) viene dada por la propia geometría del octaedro. Según el ángulo de corte y de pulido del meteorito presenta unas líneas u otras. Si los ángulos son de 60º a 120º los cortes serán paralelos a las caras, pero si el corte es perpendicular al eje principal tendremos un ángulo de 90º. [2]
La Profesora de Geoquímica Sra. Soledad Fernández Santín, de la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense (UCM) de Madrid, España dice “Para que el Fe y el Ni puedan desplazarse y reorganizarse originando las bandas de desmezcla, que significa el ritmo de Enfriamiento debe ser muy lento; ritmo comprendido entre los límites de 1º C a 10º C por cada Millón de años (por cada 1 Ma). Si en un Asteroide se supone conocidos el radio del cuerpo planetario, la capacidad calorífica, la conductividad Térmica, el contenido de Elementos Radioactivos, es posible realizar una serie cálculos para determinar las velocidades de Enfriamiento de dicho asteroide o cuerpo planetario. Entonces, por las Figuras de Widmanstatten sabemos que su enfriamiento es de 1 a 10 °C Cada por Ma. [3]
Figura 2. Líneas de estructuras de Widmanstatten-Thomson en una estructura cristalina octaédrica. [2] El empaquetamiento de esferas en sistema cúbico relativo a la cristalización, es de dos tipos, el que nos ocupa se llama bcc que viene de las siglas en inglés que traducidas son Empaquetamiento Cúbico Centrado en el Cuerpo, este sistema presenta una estructura octaédrica. [2]
Figura3. Cristalización octaédrica, diferencia entre sc y bcc. [2]
Figura4. Enfriamiento que crea las estructuras de Widmanstatten-Thomson. [3]
Un Enfriamiento lento de 1ºC / Ma significa Un cuerpo Padre de Entre 130 a 260 kms. Un Enfriamiento Más Rápido de 10 ºC / Ma implicaciones Radio de la ONU del Cuerpo de Padre de Entre 50 a 90 kms. " [3]
contenido de Ni es concordante con los contenidos de Ni en los meteoritos metálicos (5-30%). [4] El Co es un elemento bastante común, pequeñas cantidades, en este tipo meteoritos, donde remplaza al Fe o al Ni las estructuras cristalinas de las aleaciones FeNi y minerales accesorios. [4]
Figura 5. Líneas de Widmanstatten formadas Entre Fe y Ni. [3] Análisis Espectrometría por Fluorescencia de Rayos-X. Se seleccionó un fragmento del Meteorito que mostrara homogeneidad mineralógica en su superficie. Este fragmento fue cortado de forma circular hasta obtener un disco de 37mm de diámetro, obteniendo así la mayor superficie posible para ser analizada en el espectrómetro utilizado. [4] Tabla 1. Resultados de los análisis de Fluorescencia de Rayos-X realizados a un fragmento del Meteorito. [4]
Después de cortar y pulir la muestra, ésta se sometió a análisis de Espectrometría por Fluorescencia de Rayos-X, de forma semicuantitativa no destructiva obteniéndose los resultados mostrados en la Tabla 1. El Fe y Ni conforman casi la totalidad del meteorito debido a que no sólo constituyen la aleación de FeNi, sino a que también hacen parte de algunos minerales accesorios (schreibersita y cohenita) y de las inclusiones (troilita). El
en de en de
El P está principalmente relacionado con la presencia de schreibersita, (Fe,Ni,Co)3P, pero también fue detectado con el SEM en algunos cristales de cohenita. Es posible que el Al y Si estén haciendo parte de pequeñas inclusiones de silicatos, que a veces se presentan en los meteoritos metálicos. Según es común encontrar silicio disuelto en la kamacita, aunque la presencia de estos elementos también puede corresponder a contaminación de la muestra por los procesos de corte y pulido. La presencia de Cl se debe principalmente a la alteración y contaminación terrestre que experimenta la muestra. [4] Este elemento es reportado en muchos meteoritos metálicos y pétreo-metálicos, haciendo parte de un cloruro de Fe y Ni (laurencita), que es un mineral de alteración. El Ge y Ga son elementos comunes en pequeñas cantidades, utilizados, junto al Ir, para clasificar químicamente este tipo de meteoritos. [4] Es bastante probable que la ocurrencia de S y Zn se deba a la existencia de cristales de esfalerita, que son comunes en meteoritos metálicos. Petrográficamente la troilita (FeS) fue identificada en forma de inclusiones con distribución aleatoria dentro de la aleación de FeNi; sin embargo, macroscópicamente, no se observaron inclusiones de este mineral en la muestra analizada, lo que conlleva a la baja concentración de S. Este hecho sugiere que el S reportado está principalmente limitado a las inclusiones de troilita y a pequeñas cantidades que se encuentran disueltas en la kamacita. [4]
iii.
ZAC DE LA ESTRUCTURA DEL WIDMANSTATTENTHOMSON.
ZAC en la zona sobrecalentada, debido a los granos de austenita crecen muy gruesa, austenita gruesa a una velocidad de enfriamiento tan rápido se formará un tipo especial de organización sobrecalentamiento, la organización se caracteriza por una gruesa Los granos de cristal de austenita se forman en una pluralidad de ferrita paralelo (cementita) deslizante, entre la corredera de ferrita austenita residual en la perlita final, ferrita conocidos que el sobrecalentamiento del tejido cuerpo (cementita) Widmanstatten. [5] En pocas palabras, es el tamaño de grano austenítico grueso, velocidad de enfriamiento, cuando proceda, de acero con una morfología de fase eutectoide y descamación perlita laminar existe organización modelo mixto. [5] Widmanstatten sólo granos gruesos, y debido a la frágil superficie del gran número de pasador de ferrita se forma, de manera que la tenacidad del metal se redujo drásticamente, lo que es una causa importante de las articulaciones de acero soldada endurecidos no es fácil llegar a ser quebradizo. [5]
iv. CONCLUSIONES Es una estructura que se encuentra en un
meteorito que está compuesta de su mayoría de Fe-Ni. Su composición microestructural es BCC (Body Center Cubic).
v.
BIBLIOGRAFÍA
[ I. V. LARRE, «http://www.frro.utn.edu.ar,» 1 [En línea]. Available: ] http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/cated ras/mecanica/5_anio/metalografia/5_Estructuras_del_acero_v2.pdf. [Último acceso: 09 07 2015]. [ A. Giménez, 2 «http://icaraideas.blogspot.com/,» 23 11 ] 2013. [En línea]. Available: http://icaraideas.blogspot.com/2013/11/secr etos-en-un-meteorito.html. [Último acceso: 09 07 2015]. [ R. NOVAKOVIC, «rodolfo3 novakovic.blogspot.com.es,» 01 11 2005. ] [En línea]. Available: http://rodolfonovakovic.blogspot.com.es/2005/11/widma nstaetten-fe-ni-y-widmanstaetten.html. [Último acceso: 09 07 2015]. [ J. G. -. A. Concha, «Caracterización 4 Petrográfica y Clasificación Textural del ] Meteorito de,» Colombia, 2006. [ swewe, «es.swewe.net,» [En línea]. 5 Available: ] http://es.swewe.net/word_show.htm/? 1574792_1&Widmanstatten. [Último acceso: 09 07 2015].
