SOLIDIFICACION

LIQUIDO

SOLIDO

Orden

Densidad – distancia interatómica

Calor latente –ff. interatómicas

Fluidez, difusión, resistencia

estructura

Equilibrio de fases

GL =HL – TF.SL GS =HS – TF.SS

como GL = GS

HL – TF.SL = HS – TF.SS

agrupando HL - HS = TF.(SL – SS)

siendo HL - HS = L calor latente

(SL – SS) = DS entropía configuracional

resulta que DS = L / TF

NucleaciónNucleación y crecimiento

homogénea Nucleación heterogénea

Þ el SUBENFRIAMIENTO activa la solidificación, pero la creación de la interfase => gasto de E, debido a la tensión superficial asociada a la misma.

Si T disminuye GS < GL

DG = DGV + DGS

Nucleación homogénea

Variación de energía libre del embrión.

DGV = – 4/3 P r3 . DG0 DGS = 4 P r2 . g

DG = DGV + DGS = – 4/3 P r3 . DG0 + 4 P r2 .

g

¿Cuándo un embrión se transforma en núcleo?

Radio crítico

A mayor subenfriamiento, < radio crítico

Nucleación heterogénea

gPL = g SL . cos a + gPS

Control de la estructura

Tamaño de grano Forma nucleación crecimiento

Fino gruesa granular o no

CRECIMIENTO DE METALES PUROS

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

Ko = cS/cL < 1 … corazonada

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

Difusión en el sólido: despreciable

Homogeneización en el líquido, sólo por difusión

Velocidad de avance de la interfase, lenta=> gradiente de T pequeño

Equilibrio en la interfase

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

Secuencia de variación de concentración de soluto en el sólido y en el líquido en función de la distancia a lo largo de la navecilla.

R: veloc de avance de la interfaseD: veloc de transporte de soluto en el líq por difusión

Función de R, D y ko

Estado estacionario

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

Secuencia de concentración de soluto en el sólido y en el líquido en función de la distancia a lo largo de la navecilla: final del proceso

SEGREGACIONmicro y macro

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

SUBENFRIAMIENTO CONSTITUCIONAL

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

VARIABLES:D, R, T de colada, grado de homog. en el líq,comp de la aleación

DESARROLLO DE LA INTERFASE

SOLIDIFICACION DE ALEACIONES

Colada a baja temperatura

ESTRUCTURA DE LOS

LINGOTES

ESTRUCTURA DE LOS

LINGOTES

columnar

EQUIAXIAL INTERNA( x subenf. const)

* núcleos sobrevivientes*extremos de columnas

*nueva nucleación*nucleación en la capa

superior

ESTRUCTURA DE LOS

LINGOTES

Subenfriamiento escaso: molde precalentadoColada a alta temperatura

ESTRUCTURA DE LOS

LINGOTES

Sin equiaxial interna:Colada a alta temperaturaMolde frío

ESTRUCTURA DE LOS

LINGOTES

Colada a temperatura normal Molde frío

DEFECTOS DE LOS LINGOTES:

Macrosegregación

* normal

*por gravedad

*inversa

Microsegregación:

*intragranular

*intergranular(o interdendrítica)

Normal según ko < 1 o ko > 1

Inversa

DEFECTOS DE LOS LINGOTES:

Porosidad y rechupes

DEFECTOS DE LOS LINGOTES:

Poros

SOLIDIFICACION DE EUTECTICOS

Co no corta la horizontal, pero…

SOLIDIFICACION DE EUTECTICOSeutécticos divorciados

C1 corta la horizontal, pero…

TIPOS DE EUTECTICOS