endurecimiento de materiales

Camilo ÁlvarezOscar Pinto

Guillermo Sepúlveda

Endurecimiento de materiales

En las aleaciones endurecidas por dispersión simple, se introducen partículas diminutas de una fase, en general muy fuerte y dura en la siguiente fase que es mas débil pero mas dúctil.

La fase suave se llama matriz, por lo general es continua y esta presente en mayores cantidades.

La fase endurecedora se llama fase dispersa o precipitado, dependiendo de la forma en que se obtiene la aleacion.

Endurecimiento por dispersíon

Para que exista endurecimiento por dispersion, la fase dispersa debe ser lo suficientemente pequeña para proporcionar obstáculos eficaces al movimiento de las dislocaciones y favorece el mecanismo de endurecimiento.

En la mayoria de las aleaciones metalicas, el endurecimiento por dispersion se produce mediante transformaciones de fase

La fase precipitada debe ser dura y descontinua.

Las partículas de la fase dispersa deben ser pequeñas y numerosas.

Las partículas de la fase dispersa deben ser redondas.

Mayores cantidades de fase dispersa aumentan el endurecimiento.

Consideraciones para tener un endurecimiento por dispersión efectivo

Dispersión

Fase dura (precipita)

Las reacciones eutécticas son parte del proceso de solidificación. Las aleaciones que se usan para vaciar o soldar aprovechan con frecuencia el bajo punto de fusión de la reacción eutéctica.

Se entiende por eutéctica a la mezcla de sólidos íntimamente conectados, que posee un punto de fusión más bajo que el que poseen los compuestos individualmente.

Diagrama de fases eutécticos

Diagrama de fases eutécticos

https://www.youtube.com/watch?v=9N3ERI0IV-U

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Es un tratamiento térmico para endurecer, es decir, aumentar la dureza y resistencia de las aleaciones. Se basa en la deposición de fases metaestables en forma finamente dividida, de modo que forma una barrera eficaz contra los movimientos de las dislocaciones.

Endurecimiento por envejecimiento

Aumentar la resistencia de muchas aleaciones.

Crear, en una aleación tratada térmicamente, una dispersión densa y fina de partículas precipitadas en una matriz de metal deformable. Las partículas precipitadas actúan como obstáculos del movimiento de las dislocaciones y, así, refuerzan la aleación tratada térmicamente.

Objetivos del endurecimiento por envejecimiento

Tratamiento de la solucionSe calienta la aleacion a la temperatura Ts arriba de la linea solvus dentro de la region de la fase alfa y se sostiene por un periodo suficiente para disolver la fase beta.TempleEnfriar controladamenteTratamiento por precipitaciónSe calienta la aleacion a una temperatura Tp, debajo de Ts paraprovocar la precipitacion de particulas finas de la fase beta.

Tratamiento del envejecimiento

A medida que se incrementa el tiempo de envejecimiento, se van formando las zonas de precipitación y su tamaño se incrementa; además, la aleación se hace más fuerte, dura y menos dúctil. 

Estas propiedades mecánicas alcanzan un valor máximo durante la precipitación a una temperatura dada y, después, disminuyen gradualmente como consecuencia del sobreenvejecimiento.

Efectos de tiempo y la temperatura

La reacción eutectoide puede utilizarse para controlar la microestructura y por tanto las propiedades de una aleacion.

Un ejemplo es eutectoide formado en el diagrama Fe-Fe3-C, el cual es utilizado para explicar las propiedades de los acero y las fundiciones.

Reacción eutectoide

Las reacciones eutectoides son totalmente reacciones en estado sólido; este tipo de reacciones forman la base del tratamiento térmico de varios sistemas de aleaciones que incluyen al acero.