Control de la microestructura y de las propiedades mecánicas Ing. Jorge Romero M ECANISMOS DE...
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MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO
Perlita
Austenita
Martencita
Martencita con austenita retenida
Ferrita
MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO
Por deformación
Por solidificación
Por solución solida
Por dispersión
Por Tratamiento Térmico
ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN
Generación de esfuerzos residuales
Movimiento de dislocaciones
ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN
ENDURECIMIENTO POR SOLIDIFICACIÓN
La solidificación requiere dos pasos:
Nucleación y Crecimiento
Nucleación: Ocurre cuando se forma un pequeña porción sólida en el líquido.
El crecimiento ocurre cuando los átomos del líquido se van uniendo al sólido
Endurecimiento por tamaño de grano:
Refinación de grano o inoculación.
ENDURECIMIENTO POR SOLIDIFICACIÓN
Velocidad de enfriamiento
ENDURECIMIENTO POR SOLIDIFICACIÓN
ENDURECIMIENTO POR SOLIDIFICACIÓN
Procedimiento Temp [ºC] HoraEncendido del horno 29 1300Colocar los moldes sobre el horno 1301Retirar los moldes 1328Fundir el aluminio 860 1331Agregar el Sn 1331Agregar refinador 1331Agregar Si y Cu 700 1332Retirar crisol del horno 1333Agregar pastilla desgasificante 1333Limpiar la escoria 670 1334Inducir flujo de Ar 1335Agitar la fundición 600 1336Realizar el vaciado 1337Colocar los moldes en agua 1337Enfriamiento total 37 1342
Adición de defectos puntuales
Por consiguiente modificación en la composición del material
Formación de fases
Fase: Tiene un mismo arreglo atómico, tiene una misma composición y propiedades y tiene una interfase definida entre una y otra fase.
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
La regla de fases de Gibbs describe el estado de un material:
F = C – P + 2
F: Grados de libertad (No. de variables que pueden modificarse sin cambiar el no. de fases)
C: No. de los componentes
P: No. de fases presentes
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
Solubilidad
Ilimitada
Limitada
Reglas de Hume – Rothery para una solubilidad ilimitada
• Factor de tamaño – No mas de 15% de diferencia en sus radios atómicos
• Estructura cristalina – Los materiales deberán tener la misma estructura cristalina
• Valencia – Los materiales deberán tener la misma valencia
• Electronegatividad – Los materiales deberán tener aproximadamente la misma electronegatividad
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
El grado de endurecimiento depende de dos factores:
Tamaño atómico
Cantidad añadida
Efectos del endurecimiento por
solución sólida
Diagramas isomorfos (Composición y Cantidad de fases)
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
Cantidad de fases (Regla de la palanca)
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
170°C
2% Pb disuelto en Sn (98% Sn) 85% Pb disuelto en Sn (15% Sn)
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
Composición de la aleación:
50% pp Pb (50% pp Sn)
Número de Fases: 2
Composición de cada fase:
2% pp Pb (98% Sn), 85% pp Pb (15% Sn)
Proporción en peso de cada fase:
Realizar Cálculo
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
Cálculo para la proporción en peso de las fases
XA = Comp. Aleación - %pp B
%pp B - %pp A
Para el ejemplo:
XPb= 50 – 2 = 0,58 = 58%
85 – 2
XSn= 85 – 50 = 0,42 = 42%
85 – 2
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
170°C
25% pp Pb (75% Sn) 85% pp Pb2% pp Pb
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA
Composición de la aleación:
25% pp Pb (75% pp Sn)
Número de Fases: 2
Composición de cada fase:
2% pp Pb (98% Sn), 85% pp Pb (15% Sn)
Proporción en peso de cada fase:XPb= 25 – 2 = 0,277 = 27,7%
85 – 2XSn= 85 – 25 = 0,723 = 72,3%
85 – 2