tema 6 endurecimiento por solución sólida

8/18/2019 Tema 6 Endurecimiento Por Solución Sólida

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ENDURECIMIENTO POR

SOLUCIÓN SÓLIDA

Ch. E. Liliana Isabel Castellón Cerón


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Una fase tiene las siguientes características:

La misma estructura y ordenamiento atómico en todo el material.

Tiene en general la misma composición y propiedades en su interior.

Hay una interfase definida entre la fase y cualquiera de las otras fasescircundantes.

Definición de Fase

Toda porción, que puede incluir a la totalidad de un sistema, que es

físicamente homogénea dentro de sí misma y limitada por una superficie, de

tal modo que sea mecánicamente separale de cualquier otra porción.


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Fase

Una fase de un material, en términos de su microestructura, es una región

que difiere en estructura y!o composición de otra región.

agua

"gua líquida

Hielo

#apor de agua

Regla de Fases

La $egla de fases de %is descrie el estado de un material y tiene la

forma general :


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Regla de Fases


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Diagramas de fases

&on representaciones gráficas de las fases que están presente en un sistema

de materiales a 'arias temperaturas, presiones y composiciones.

(e los diagramas de fases se puede otener la siguiente información:

)ostrar que fases están presentes a diferentes composiciones y

temperaturas

(eterminar la temperatura a la cual una aleación enfriada a*o condiciones

de equilirio comien+a a solidificar y el rango de temperatura en el que se

presenta la solidificación.

onocer la temperatura a la cual fases diferentes comien+an a fundir.


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Diagramas de fases de sustancias puras

Una sustancia pura puede e-istir en las fases sólida, líquida y 'apor,dependiendo de las condiciones de temperatura y presión.

(iagrama de fases en

equilirio presión

temperatura para el agua


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Punto triple: presión y temperatura a la que están en equilirio

/coe-isten0 tres fases de un material

(iagrama presióntemperatura carono


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1l 2T31, /teflón0 en estado 4556 sólido, puede soportar hasta los 7859, sin

perder sus propiedades, y en cortos periodos de tiempo, hasta los 4;9


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Solubilidad y soluciones sólidas

uando se me+clan di'ersos componentes o materiales, como por e*emplo

cuando se agregan elementos aleantes a un metal, se pueden formar

soluciones sólidas o líquidas.


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Solución sólida

3ase sólida formada por la cominación de dos o más elementos que estánatómicamente dispersos, formando una >nica estructura /fase0 y de

composición 'ariale /por ser una solución, hay un rango de soluilidad0.

Solubilidad de soluciones sólidas

&oluilidad total /completa0

&oluilidad parcial o limitada

?nsoluilidad total

!e"cla: formada por dos o más fases, cuyas características se mantienen

cuando se forma la me+cla.


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a0 &oluilidad total 0 soluilidad limitada c0 insoluilidad total


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a0 y 0 u y @i líquidos son totalmente solules entre sí, las aleaciones

sólidas de u y @i tienen soluilidad completa c0 1n aleaciones u y An que

contienen más de 56 de An se forma una segunda fase por la soluilidad

limitada del An en el u


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L#mite de solubilidad

2ara una temperatura específica, e-iste una concentración má-ima deátomos de soluto que se disuel'en en el disol'ente para formar una solución

sólida.

&oluilidad del a+>car en un *arae de agua

a+ucarada&oluilidad del +inc en el core. La línea

representa el limite de soluilidad, cuando se

agrega +inc en e-ceso, coe-isten dos fases.


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$IP%S DE S%L&CI%' S%LID(

1s la fase cristalina >nica y homogénea que contiene dos o mas especies

químicas, se di'iden en dos tipos:

a) I'$ERS$ICI(LES

uando el átomo de soluto es lo astante pequeBo para ocupar espacios

aiertos entre átomos adyacentes en la estructura cristalina se forma una

&CLU?C@ &CL?(" ?@T1$&T??"L.

b) S&S$I$&CI%'(L.

1s cuando los átomos del soluto se encuentra en alguno de los puntos

reticulares del sol'ente, siendo la distriución al a+ar.


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&olución sólida sustitucional: los

átomos de D ocupan posiciones de

la red "

&olución sólida intersticial: los

átomos D ocupan posiciones

intersticiales de la red "


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Soluciones sólidas sustitucionales

1n las soluciones sólidas sustitucionales, los átomos de soluto sustituyen en

términos de posición, a los átomos de la matri+.

2ara que un sistema de aleación, como el de u@i, tenga soluilidad sólida

ilimitada, deen satisfacerse ciertas condiciones conocidas como las Reglas de

*ume+ Rothery:

1l radio atómico de cada uno de los dos elementos no dee diferir en más

del 4;6,para minimi+ar la deformación de la red.

Los elementos no deen formar compuestos entre sí. 1s decir, no dee

haer diferencias apreciales en la electronegati'idad de cada elemento.

Los elementos deen tener la misma 'alencia.

La estructura cristalina de cada elemento de la disolución sólida dee ser la

misma


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E,ercicio


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Solución sólida intersticial

1n las soluciones sólidas intersticiales- los átomos de soluto se sit>an en los

intersticios que hay entre los átomos del cristal.


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Endurecimiento por Solución sólida

1l grado de endurecimiento por solución sólida depende de dos factores:

a01n primer término una diferencia importante en el tamaBo atómico entre el

átomo original /sol'ente0 y el átomo agregado /soluto0. Una mayor diferencia

entre el tamaBo atómico generará una mayor distorsión de la red y por lo tanto

hará más difícil el desli+amiento.

0&egundo, cuanto mayor sea la cantidad del material aleante, más grande será

el efecto del endurecimiento.

1*emplo una aleación u 756 @i es más resistente que una aleación

u 456 @i


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Efecto del Endurecimiento por Solución sólida en las propiedades

mecnicas

%eneralmente, la ductilidad de la aleación

será menor que en el material puro.

La conducti'idad eléctrica de la aleación

será menor que la del material puro. 2ortanto, no se recomienda el endurecimiento

por solución sólida a alamres de aluminio o

de core que se 'an a utili+ar para la

transmisión de energía eléctrica.

La resistencia a la termofluencia se

aumenta, por tanto este mecanismo es

empleado para aleaciones que 'an a

traa*ar a altas Temperaturas.

1l esfuer+o de cedencia , la resistencia a la tensión y la dure+a, son mayores que

en los materiales puros.

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