control de la microestructura y de las propiedades mecánicas ing. jorge romero m ecanismos de...

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