Realizado por :

Alejandro Martínez Steele

Miriam Andrés Martín

INTRODUCCIÓN

Características y propiedades

Aplicaciones:

Aceros Fe-C

Cerámicas

Materiales con memoria de forma

Características

Transformación difusiva Transformación martensítica

Muestra padre

Existe correspondencia entre los átomos del estado inicial y final del proceso

Mezcla de átomos, no hay correspondencia entre estado inicial y final

El átomo conserva los mismos vecinos

Atérmicas Dependen de la temperatura, no del tiempo

Mecanismo : cizallamiento coordinado de la red cristalina desplazamiento atómico menor que la distancia entre átomos la fase inicial y la final tienen la misma composición. Produce cambios estructurales

Mecanismo controlado por la intercara

El interés de las transformaciones martensíticas radica en que tiene unas propiedades distintas al del resto

Propiedades

Histéresis de temperatura

Autoacomodamiento

Termoelasticidad

Histéresis de temperaturas

Ms: temperatura de inicio de la transformación directa (austenita martesita)

Mf: temperatura del fin de la transformación directa

As: temperatura de inicio de la

transformación inversa (martensita austenita)

Af: temperatura del fin de la transformación inversa

Autoacomodamiento Durante el enfriamiento de un monocristal de austenita,

se produce un cierto número de dominios martensíticos que tienen la misma estructura cristalina y difieren

únicamente en su orientación y planos de coexistencia.

Transformaciones martensíticas en

aceros Fe-C

Austenita-g Martensita Templado rápido

Modificación

Estructura atómica:

Solución sólida intersticial sobresaturada de C en Fe

Diagrama de transformación

isotérmica

de acero eutectoide

Diagrama de transformación

isotérmica

de acero no eutectoide

Microestructura de martensitas Fe-C

C0.6%cintas de diferentes pero limitadas orientaciones.

Estructura muy distorsionada y con muchas dislocaciones

1.0%Cláminas de distintos tamaños y con estructura fina de

placas paralelas. Normalmente rodeadas de austenita

0.6%C1.0%mezcla de cintas y láminas

Estructura atómica de martensitas Fe-C

Conforme aumenta el porcentaje de carbono, más sitios intersticiales se llenan con átomos de carbono haciéndose la estructura tetragonal de la martensita más pronunciada:

FCC

BCC

BCT

Composición = Composición

Fase Madre (austenita) Fase Producto (Martensita)

Las posiciones relativas de los átomos no se modifican

Transformaciones martensíticas en cerámicas

Propiedades mecánicas Fractura frágil

Fluencia

Aumento de tenacidad

Circonia, estructura polimorfa que se puede presentar en las estructuras: cúbica (c), tetragonal (t) y monoclínica (m).

2Cº1170

Cº950

2Cº2200

2Cº2680 ZrOmZrOtZrOcFundido

o Martensítica o Incremento de volumen de 3%

Buena resistencia Dos mecanismos

Refuerzo por microgrietas.

aumentan la resistencia por su interacción con la grieta de propagación

Refuerzo por transformación

campo de tensiones locales induce la transformación de las partículas de circona tetragonal del amatriz en una circona monoclínica

Morfología de los precipitados

Mg-PSZ

Ca-PSZ

Y-PSZ

Para que se puedan producir los mecanismos de memoria de forma y superelasticidad la transformación tiene que cumplir:

pequeña histéresis de temperaturas (hasta decenas de grados)

interfase móvil entre los dominios de la martensita y la austenita

transformación reversible cristalográficamente

Mecanismos de memoria de forma y superelasticidad

Mecanismos de memoria de forma y superelasticidad

memoria de forma

superelasticidad

(1) Cable Ti-Ni recto en fase

austenita

(2) Deformación del cable en fase

martensítica

(3)-(5) Recuperación de la forma

original por calentamiento a

temperaturas por encima de Af

Recuperación de una elongación

superior al 10% en un cristal de

Cu-Al-Ni

Aplicaciones de materiales con

memoria de forma

Acoplo de tuberías

Válvula de mezcla de temperaturas

Sistema de ajuste automático del nivel de aceite en el motor de un tren de alta

velocidad

Aplicaciones médicas Prevención de embolias y posibles ataques

o Se introduce en un catéter aplicándole una carga de compresión Aumento de la rigidez

o Dentro de la arteria la rigidez disminuye.

Aplicaciones tecnológicas de las aleaciones con memoria de forma

Fusibles

térmicos

Detectores y

accionadores de

dispostivos de

control térmico

Anillos de

ensamblaje rápido

de

tuberías

Barras de

tratamiento de

escoliosis

severa

Dispositivos

diversos

para

ortopedia

Antenas

autodesplegables

para

satélites

Efecto de memoria de forma simple

Cu-Zn-Al y Cu-Zn-Ni Ti-Ni

Controles

térmicos de

flujo de

gas y agua

Alambres

para guías

de fibra óptica

Doble efecto memoria de forma simple

Partes de

aviones y

automóviles

Sistemas de

reducción de

ruido.

Amortiguamiento Pseudoelasticidad

Resortes

Cu-Zn-Al

Cu- Al-Ni

Cu-Zn-Al Cu-Zn-Al

Cu- Al-Ni

Cu-Zn-Al

Cu- Al-Ni