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SOLIDIFICACION

35. Cuando el metal fundido se enfría lo suficiente, se produce el proceso de solidificación. Esto es, cambia de un líquido a un ______.

36. Nosotros vemos este mismo proceso (aunque no con me-tal) todos los días en nuestras casas. Vaciamos líquido dentro de un molde.

sólido

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37. Luego de un tiempo, lo que nosotros sacaremos del molde ya no estará liquido sino ______.sólido

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38. Hay 2 tipos de solidificación.

a Cuando la solidificación comienza sobre las paredes laterales del molde y progresa más o menos igualmente hacia el centro, se llama solidificación progresiva.

b Cuando esta se inicia en las secciones del molde más lejanas de la fuente de nuevo metal fundido y se mueve uniformemente en la dirección de aquella fuente, se denomina solidificación direccional.

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39. La figura presenta un ejem-plo de solidificación _________, casi de la misma forma en la solidificación de los cubos de hielo.

40. Esta figura presenta un ejemplo de solidificación __________.

progresiva

direccional

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41. Ambos tipos de solidificación ocurren dentro de una simple pieza, al mismo tiempo.

• La solidificación direccio-nal procede hacia la fuente de metal fundido.

• La solidificación progresi-va procede hacia el centro de la pieza.

• Simultáneamente ellos ha-cen un modelo de solidi-ficación, parecido a esto.

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42. A causa de la contracción, que pronto discu-tiremos, no queremos dejar áreas aisladas de metal fundido en la pieza; preferiremos tener al metal solidificado desde el punto más lejano de la pieza hacia la fuente de metal fundido.

En otras palabras, debemos intentar promover la solidificación _________ y reducir la cantidad de solidificación _________.

direccionalprogresiva

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43. Los metales puros y unas pocas aleaciones solidifican sobre rangos muy estrechos de temperatura.

La mayoría de aleaciones, sin embargo, solidifican sobre rangos amplios de temperatura. Cada grupo tiene sus distintas características propias de solidificación.

44. Las aleaciones, como Ud. conoce, son simples combinaciones de 2 o más metales que han sido mezclados en el estado fundido. Por ejemplo, el latón es principalmente una mezcla de Cu y Zn.

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45. Los metales (puros y aleados) que solidifican sobre un rango estrecho de temperaturas, tienen 2 distintas zonas de solidificación. La primera, o zona achilada, es próxima a las paredes del molde, como se indica en la figura por la letra __.A

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46. La transferencia de calor del metal fundido a las paredes del molde es muy rápida, debido a un pronunciado _______________ entre ellos.

47. Esta rápida transferencia de calor produce que el metal en las paredes del molde solidifique rápida-mente en una piel de grano fino, encerrando al metal fundido en el centro, como se muestra en la figura ___.

gradiente térmico

(b)

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48. Después que se ha formado la piel de granos finos en la zona achilada, la segunda zona de solidificación comienza a desarrollarse.

Esta es la zona de crecimiento columnar (columnar), en la que aquellos granos que están orientados favorablemente crecen hacia dentro desde la piel hacia el ______ de la pieza.centro

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49. En la figura, la zona achilada está indicada por __; la zona de crecimiento columnar está indicada por __, y la dirección del crecimiento columnar está indicada por __.

A

BC

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50. A medida que crecen los granos columnares, en el metal puro, ellos se unen para formar un frente plano de solidificación. A medida que ellos crecen en una aleación con un rango estrecho de solidificación, ellos forman un frente irregular de solidificación. El crecimiento columnar en un metal puro se muestra en ___. La otra figura presenta un crecimiento columnar en una aleación con un rango _____________________.

(b)

estrecho de solidificación

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51. Los metales puros y las pocas aleaciones con un rango estrecho de solidificación, pasan sólo estas 2 etapas, cuando solidifican; a medida que ellos se enfrían, se transforman directamente de líquido a _____.

52. Ahora consideremos las muchas aleaciones que tienen un rango amplio de solidificación. Cuando estas primero ingresan al molde, se comportan de la misma forma que los metales puros y aleaciones con un rango estrecho de solidificación; esto es, forman una piel en la zona _______.

sólido

achilada

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53. Una vez que la piel se ha formado, aquellos granos que están orientados favorablemente, crecen hacia el centro de la pieza en la forma de dendritas, metal sólido con un modelo parecido a los árboles, similar al mostrado en la figura ___.(b)

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54. A medida que las dendritas crecen, el metal fun-dido es atrapado entre sus brazos y permanece líquido hasta que alcanza su temperatura de solidi-ficación. En algunos casos, las dendritas pueden realmente estar flotando en el metal fundido. El área en que esta mezcla de metal ______ y metal ______ ocurre, es llamada la zona pastosa.

55. De este modo, a diferencia de las aleaciones de ran-go estrecho, que van directamente desde un ______ a un _____ cuando solidifican, las aleaciones de rango amplio atraviesan 3 etapas. Cuando ellas son vaciadas, desde luego, ellas están _______, luego son _______, y luego se vuelven ______.

líquidosólido

líquidosólido

líquidaspastosas sólidas

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56. ¿En qué área espera Ud. encontrar la etapa líquida? __ ¿La etapa pastosa? __ ¿La etapa sólida? __.C B A

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57. A menos que la solidificación sea muy rápida, las dendritas se detienen en el centro de la pieza, y el proceso se completa por la solidificación al azar de las dendritas, como se muestra en la figura ___.(a)

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58. Ahora bien, un metal o aleación de rango estrecho puede considerarse que solidifica a una cierta temperatura, sin embargo, una aleación de rango amplio puede considerarse que solidifica en 2 temperaturas: una en la que empieza a solidificar y la otra en la que se completa la solidificación.

59. Cuando decimos que un metal solidifica a 1050 °C, estamos hablando de un metal de rango _______, y cuando decimos que un metal solidifica de 1050 °C a 900 °C, nosotros hablamos de una aleación de rango ______.

estrecho

amplio

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60. Revisemos nuevamente. La figura presenta los 2 tipos de solidificación. La solidificación en A es _________, mientras que en B es un ejemplo de solidificación _________.

progresiva

direccional

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61. Los metales que solidifican sobre un rango estrecho de temperatura tienen __ zonas de solidificación. La primera de estas formas próxima a las _______ del molde y es llamada la zona ____. La segunda es llamada la zona de crecimiento ________.

62. Los metales de rango estrecho, tienen 2 etapas en el molde. Ellos se transforman directamente de ______ a ______.

63. Las aleaciones con un amplio rango de solidificación, atraviesan 3 etapas en el proceso de solidificación, de líquido a _______ y a ______.

2paredes

chillcolumnar

líquidosólido

pastoso sólido

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64. Sea que el modelo de solidificación es progresiva o direccional, o sea que el metal tenga un rango estrecho o amplio de solidificación, el proceso de solidificación no tendrá lugar a menos que exista una transferencia de _____ a través de un gradiente ______, esto es desde una alta temperatura a una ___ temperatura.

65. Ahora, mientras más rápido el metal fundido pierde su calor, es más ______ el proceso de solidificación.

66. Mientras más pronunciado el gradiente térmico, el metal solidificará mucho más ______.

calortérmicobaja

rápido

rápido

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67. Existen diversos factores que afectan el proceso de solidificación y uno de los más importantes es la forma de la pieza.

68. Las esquinas de una pieza (cuando existen algunas) se ubican en las partes internas o externas de la pieza y se refieren como ángulos internos o externos. En esta figura, A indica un ángulo ______, y B indica un ángulo ______.externo

interno

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70. El metal fundido en A y B esta a la misma temp., sin embargo el molde es más frío en A que en B. Por lo tanto el G.T. Es más, pronunciado en __.

69. Como Ud. ve, el metal fundido en A, ángulo ex-terno, puede transferir su calor al molde frío en 2 direcciones. Sin embar-go, en B, ángulo interno, el molde recibe calor desde 2 lados. ¿En cual punto, A o B, el molde estará más caliente? __.B

A

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71. En la siguiente figura, el metal solidificará más rápido en el punto __.

72. Por lo tanto, podemos decir que el metal fundido solidifica más rápido en un ángulo ______ que en un ángulo ______.

A

externointerno

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73. El modelo de solidificación en un ángulo externo es mejor mostrado en la figura ___.

74. El modelo de solidificación en un ángulo interno es mejor mostrado en la figura ___.

(b)

(b)

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75. Desde luego, una sección en forma de L tiene un ángulo interno y un ángulo externo. En esta figura, el ángulo interno esta en __ y el externo en __.A B

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76. ¿Qué figura representa mejor el modelo de solidificación en una sección en forma de L?

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77. Una pieza en forma de T, que tiene 2 ángulos _______, también tiene un modelo característico de solidificación, y esta se presenta en la figura ___.internos

(a)

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78. Resumiendo: El molde en un ángulo externo es más ___ que el molde en un ángulo interno. Esto significa que el gradiente térmico es más pronunciado en un ángulo ______, y también que es donde el proceso de solidificación es más ______.

frío

externorápido