El cálculo extremadamente preciso de la densidad de la aleación es difícil
Amigos,
Ken escribe:
Dr. Ron, Gracias por su útil publicación. Me estoy acercando (-1,1%) con sus fórmulas para una aleación con la que estoy trabajando. Creo que el factor empaquetado de red cristalina de algunos elementos en particular está aumentando el resultado puesto que es diferente al de la aleación. Intenté considerar esto, pero obtuve un error en el lado opuesto (+1,6%) del real. ¿Consideran que su formula se puede hacer más precisa al considerar los factores de empaquetado de red cristalina del elemento y la aleación?
Los cálculos de aleación de soldadura asumen que los metales se mezclan sin interacción alguna, de manera similar a lo que lo harían los líquidos miscibles de diferentes densidades. Existen varios fenómenos que podrían causar errores, incluyen:
1. El plomo, la plata y el cobre tienen estructura cúbica centrada en las caras, mientras que el estaño, el metal base para muchas soldaduras, pertenece al sistema tegragonal.
2. Algunos metales forman compuestos intermetálicos con el estaño, como el cobre y la plata. Estos compuestos intermetálicos presentan densidades diferentes a los metales o a las aleaciones resultantes.
3. Los límites de grano pueden dejar un poco de espacio vacío (probablemente pequeño).
Así que considero que la precisión del 1% de Ken es bastante buena. El error más grande que alguien puede cometer sin embargo, es el más común... asumiendo que la densidad se expresa simplemente mediante la suma de las fracciones de masa de los metales por la densidad de los metales. Parece lógico para muchos, demasiado, pero es un error.
Mi publicación original sobre cómo derivar la fórmula para la densidad de la aleación de soldadora se encuentra a continuación.
Saludos,
Dr. Ron
Amigos,
Sigo recibiendo mucho interés en la calculadora de densidades de aleaciones para soldadura que desarrollé hace algunos años. Ahora se encuentra en línea en http://www.indium.com/densityCalc/. Asumo que no hay interacción química entre los metales y no se forman intersticios. Funciona bien para las aleaciones para soldadura.
Muchas personas tienen una idea incorrecta sobre cómo realizar este cálculo. El concepto incorrecto más común consiste en multiplicar el % por el peso de cada aleación por su densidad y luego sumarlos. La derivación correcta se explica a continuación:
Queremos encontrar la densidad de una aleación compuesta por 3 metales. Asumiendo que la masa de la aleación es M. El metal A tiene una masa ma y una densidad da, el metal B tiene una masa mb y una densidad db y el metal C tiene una masa mc y una densidad dc. El volumen total, V, de los 3 metales es va + vb + vc, sin embargo puesto que v = m/d, el volumen total se puede expresar:
1) V = ma/da + mb/db +mc/dc, la densidad de la aleación resultante es D = M/V, de ahí que 1/D = V/M, por lo tanto:
2) 1/D = V/M = (ma/M)/da + (mb/M)/db +(mc/M)/dc
Ahora, ma/M es la fracción de masa de a, que llamaremos Xa, y de manera similar Xb y Xc para los metales B y C.
Entonces, la ecuación 2 se convierte en:
1/D = Xa/da + Xb/db +Xc/dc que es nuestra solución.
Este principio se puede aplicar a las aleaciones de más de 3 metales.
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