La ceremonia  esta a punto de empezar…

Déjenme hablarles sobre las celebraciones a Dios admirado , admirado

 en una noche sin esperanza

Acá afuera en el preliminar donde las estrellas

acá afuera donde la piedra inmaculada.

 

F Listen The Doors F

 

METALURGIA FISICA

 

 

Mecanismos de Cristalización:

 

Es la transición del estado liquido al sólido ocurre en dos etapas.

1)Formación de núcleos 2)Crecimiento del cristal.

 

En estado liq es posible que algunos átomos estén ocupando ya las posiciones que ocuparan  en la red espacial en estado sólido. Estas no son permanentes sino se continuamente forman otros puntos. El tiempo de existencia esta determinado por la T° y el tamaño del grupo.>T° Mayor energía cinética < vida del grupo. Los grupos << son inestables . Cuando la T° del liq <  el mov del átomo baja  alargando la vida del grupo y + grupos estarán presentes  .La energía cinética (Ec)esta relacionada con la v que se mueven lo átomos  en función a la T°, a +T°+ Ec ..A > distancia entre átomos +energía potencial

La diferencia de energía potencial entre sólido

 y liq es Calor Latente de fusión.

 

En metales PUROS en el pto. de congelación,  el calor latente de fusión  libera una energía

 insuficiente  para  crear una  frontera estable y siempre se necesita un subenfriamiento  para

formar núcleos estables. .La subsecuente  liberación de calor  de fusión elevara la T° al pto. de congelación.  Esto puede reducirse con la presencia de impurezas sólidas que reducen  la cantidad en energía

superficial requerida.

 

Cuando la T° del metal liq baja  por debajo del pto. de congelación  aparecen agregados o núcleos estables . Estos núcleos  actúan como

 centros  para la cristalización posterior .

si la T° < + estos núcleos  se unen formando nuevos núcleos y siguen creciendo  en 3 dimensiones   al final tiene la apariencia de un árbol llamado DENTRITA.

Al disminuir la cantidad de liq el crecimiento se obstruirá mutuamente entre sus vecinos dando una forma irregular. Los cristales encontrados en los metales se llaman granos  y la frontera del grano es  el área a lo largo del cual están unidos . Al final del congelamiento se da en las fronteras del grano  acá hay una mayor concentración de impurezas .

 

Imperfecciones del crista

l: En condiciones controladas es posible fabricar un cristal único llamado barbas metálicas o whiskers  que se crean por en forma directa del vapor son monocristales  perfectos. La resistencia del metal disminuye  por la presencia de defectos en la estructura del cristal.

La v de crecimiento del cristal es  lenta 1mm por día.

 

Las imperfecciones del cristal + importantes son:

 

1) Def de pto.                              2) defecto líneam                                   3. Def. Superficie

1)VACANCIA              |  (2)DISLOCACION DE BORDE     |

1)INTERSTICIAL       |   (2)DISLOCACIÓN HELICOIDAL  |

1)SUSTITUCIONAL

 1)DEF. FRECKEL    |     

 

       MACRODEFECTOS

A)CAVIDAD ESTRUCTURAL

Al enfriarse se contraen ocasiona que los moldes

 ocurra una contramino formando cavidades de estrechamiento  que son lugares frágiles. ,cambios

 bruscos en espesores  y las combinaciones  de

 secciones pesadas y ligeras. Puede utilizarse

enfriadores de en arena adyacente  a

las secciones de enfriamiento lento

 B) POROSIDAD

Si los gases son atrapados  en el proceso de

 colada  también la humedad interviene ocasiona

porosidad .Se elimina con una aleación adecuada 

para que los gases salgan  o un diseño apropiado.

 

 

                 Tamaño del Grano

En una pieza colada es determinado por la relación entre la rapidez de crecimiento y la rapidez de

nucleación .Si el # de núcleos formados es alto se producirá un material de grano  fino .

 La rapidez de enfriamiento en un factor importante   para determinar la rapidez de nucleación y el tamaño del grano.

 

 Enfriamiento rápido tamaño de grano fino y un

 gran #  de núcleos  muestran mejor tenacidad

y resistencia la impacto + duros y + fuertes

 

Enfriamiento lento grano grueso y menos #

núcleos .

Factores que aumentan la rapidez de nucleación y grano fino:

 

1.Impurezas insolubles , Al Ti  

.2)Agitación de colada durante la solidificación la cual fragmenta el

cristal antes de crecer mucho.

 

La rapidez de crecimiento  es > bajo pto. de congelación.

 

Si el molde tiene bordes afilados se desarrollara un plano de debilitamiento  desde las esquinas las

impurezas se concentran en ese plano  pueden sufrir ruptura interna  en la forja ,para evitar lo se diseña el molde con esquinas redondeadas

 

MEDICIÓN DEL TAMAÑO DEL GRANO

1.Comparacion 

 

2) Intercepción (Heyn)   

Se estima contando por medio de una pantalla

 dividida de vidrio

3) Planimetrico (Jeffries)

En un circulo  se pone una foto la suma de los

 granos incluidos + ½  el # intersecado da el # total

 y luego # por mm2.

 

    DEFORMACION PLASTICA:

Un material se somete a tensión o comprensión sufre deformación. Tiene dos tipos ELASTICA Y PLASTICA.

 

De tipo :      

ELÁSTICA :la fuerzas que mantiene unidos a los átomos de metal  se mueven. si la tensión cesa el cristal vuelve a su estadio original , las fuerzas  electrostáticas   se desbalancean  y hacen que regresen a su estado original .(tensión)/(deformación)=Modulo de Young.

PLÁSTICA:  Si el material sometido a tensión cesa el material no regresa a su estado original ,

 

La deformación plástica de un monocristal .hay dos formas de deformación plástica. ::

   DESLIZAMIENTO , MACLACIÓN.

 

DESLIZAMIENTO; Si el monocristal es esforzado mas allá de su limite elástico se alarga en forma ligera aparece un escalón sobre la superficie indicando un deslizamiento relativo  de una parte del cristal con respecto al resto y la enlongación se detiene.. Al aumentar la carga se producirá

 un movimiento  en otro plano paralelo  y dará como resultado  otro escalón. Al final se produce la fractura.

 

MACLAJE: El maclaje es uno de los principales medios de deformación .Es un movimiento de planos de átomos  en la red  // a un plano

especifico (de maclaje) de manera que la red se divide en dos partes simétricas diferentemente orientadas .La orientación de la macla es una imagen especular de orientación del padre respecto a un plano de macla  o una orientación que puede derivarse al rotar la porción de macla respecto a un eje de macla .

 

.Hay dos tipos de macla ::MECÁNICO Y RECOCIDO.

 

                                                  DESLIZAMIENTO(a)      Vs.                                                        MACLAJE(b)

Cantidad de movimiento: (a) se mueven un # entero de espacio              b)Se mueve una fracción

Apariencia microscópica (a)Líneas delgadas                                              (b) Líneas gruesas

Orientación Reticular(a) Poco cambio son visibles en superficie    (b) La  eliminacion de los escalones por pulido no borra el maclado.

 

FRACTURA:Es la separacion de un cuerpo sujeto a exfuerzo en partes.se clasifica en   :::     FRAGIL Y DUCTIL.

 

FRAGIL :La rapida propagacion de una grieta  con minimo de absorcion de energia  y defrmacion plastica.En los monocristales la fractura fragil por el clivaje .En los policristalinos  la superficie de la fractura fragil  es granular.

 

‘griffith’: (el material se rompe por los grados que tiene el material si se tensa se rompe por allí. )Las fallas en los materiales frágiles era producida

por muchas grietas finas en el metal una concentración de esfuerzo muy alta  podría exceder la resistencia a la fractura teórica

 

Dúctil Ocurre después de una considerable deformación plástica previa a la falla  la mayoría de materiales dúctiles son policristalino comienza

 donde hay mas impurezas ocurre una fractura copa-cono.

 

Las dislocaciones se apilan en los limites granulares  aquí sufre ruptura y se coloca otro material para evitarlo.

 

                      MATERIAL POLICRISTALINO:

Cuando esta sujeto a esfuerzo  empieza el deslizamiento por aquellos granos  mas favorables.

Cuando el material se deforma  hay una distorsión la estructura reticular  la def es mayor sobre la frontera del grano  y aumenta a mayor

deformación..

Esto se manifiesta  con incremento de resistencia  para una deformación posterior .

 

 El material sufre un endurecimiento por deformación  llamado:: ACRITUD

Los materiales pueden ser endurecidos reduciendo el tamaño de los granos. el endurecimiento es producido  por procesos como el trabajo

plástico martilleo yo laminado..

 

EFECTO DEL TRABAJO EN FRÍO SOBRE LAS PROPIEDADES:

 

Si sus granos están en condición distorsionada  después de terminada la deformación plástica .Todas la propiedades de la deformación  plástica  dependen de la estructura reticular  se ven afectadas por la estructura reticular o trabajo en frío.

El incremento de energía interna sobre todo en las fronteras del grano hace el material mas susceptible  a la corrosión intergranular con la cual se reduce la resistencia a la corrosión. Esfuerzo de corrosión esta es una aceleración de la corrosión en ciertos medios  debido a los efectos

residuales del trabajo en frío. Una forma de aliviar los esfuerzos internos en por un tratamiento térmico  después del trabajo en frío.

 

RECOCIDO Y TRABAJO EN CALIENTE:

 

RECOCIDO: Calentar y mantener una T° adecuada  y luego enfriar  con rapidez apropiada ,para reducir la dureza y mejorar la maquinabilidad 

facilitar el trabajo en frio  y producir una microestructura deseada .Cuando se emplea a aleaciones ferrosas  el termino es recocido total

Cuando se emplea en no ferrosas es tratamiento térmico para suavizar  una estructura trabajada en frío por recristalización  o crecimiento del

grano ,o cuando se aplica para una aleación endurecida  por envejecido  para dar una pp  casi completa de la 2° fase en forma gruesa.

 

PROCESO DE  RECOCIDO: En alambres y laminas  elevar la T° a muy próximo al limite inferior  del intervalo de transformación y luego enfriar

 afín de suavizar la aleación para su  trabajo en frío.

 

EL RECOCIDO TOTAL es que la estructura distorsionada de la red  trabajada en frío retorna  a una cuya estado se halle libre de tensiones  por medio de la aplicación de calor .

 

se divide en  Recuperación, Recristalización, Crecimiento del grano.

RECUPERACIÓN; Proceso a baja T° y los cambios producidos  en las propiedades no dan lugar a   cambio apreciable en la microestructura .su efecto principal es el de la recuperación es el alivio de esfuerzos internos  debido al trabajo en frío.

También la cantidad de reducción del esfuerzo residual que ocurre en  tiempo  practico > con el incremento de T°.

La conductividad eléctrica aumenta  en la recuperación.

También se conoce recocido para aliviar las tensiones.

 

RECRISTALIZACIÓN :Recocido del metal trabajado en frió para producir una nueva estructura de grano sin cambio de fase.

Tiene lugar a T° superior  por una combinación mediante la nucleación de granos libres de  deformación y el crecimiento de estos  núcleos  para abarcar  todo el  material trabajado en frío.

 

La T° sup aparece nuevos núcleos que originan nuevos granos  hay una T° de Recristalización  que es irreversible .

A+ deformación previa  < T° Recristalización;y A + T° de recocido  - T° Recristalización.

Bochvar :Dice que  la T° de Recristalización es  Tr=Tfu*a ..a:0.4 Puro, 0.5-0.6 :Aleaciones.

Esto ocasiona crecimientos  del grano A +T°   el cristal crece

Para que la Recristalización sea posible se necesitar una cantidad mínima de trabajo en frío 2-8%

 

CRECIMIENTO DEL GRANO: Los granos grandes tienen mayor energía libre  que los pequeños . esto se asocia  con la menor cantidad de área de la frontera  de grano .

Conforme la T° >  la rigidez de la red disminuye  y el grano crece mas rápido ..Es posible que  los granos crezcan muy grandes manteniendo la T° justo por debajo del punto de fusión.

 

TAMAÑO DEL GRANO: Como el recocido comprende la nucleación y el crecimiento de grano  los factores que favorecen la nucleación rápida  y el lento crecimiento  dará como resultado material de grano fino y aquellos que favorecen la nucleación lenta y el crecimiento  rápido  dará como  resultado un material de grano grueso .El incremento del grano se da durante el calentamiento a elevadas T°  puede ser gradual o brusco uniformes

--no, después que el incremento ha cesado. Los tamaños del grano se reportan en términos de unidad de área o volumen en, dia. Promedio

-- o como # de tamaño de grano derivado de las mediciones de área.

 

FACTORES QUE DETERMINAN EL TAMAÑO FINAL DEL GRANO RECRISTALIZADO:

 

 

ANTECEDENTES DEL GRADO DEFORMACIÓN: Se necesita un mínimo de 3-8%  def para que ocurra la recristalización    se necesita un

 mínimo de 7% para que ocurra cualquier cambio en el tamaño del grano (DEFORMACION, CRITICA)

si se aumenta la cantidad de deformación previa  favorecerá la nucleación  y disminuirá el tamaño del grano final .

Los granos crecen a un tamaño muy grande en el recocido.

 

TIEMPO A LA t° DE RECOCIDO: A+ el tiempo a cualquier t° superior  a la recristalización favorece el crecimiento del grano .

 

TEMPERATURA DE RECOCIDO:  A - la t° por encima de la t° de recristalización  + fino será el  tamaño del grano

 

TIEMPO DE CALENTAMIENTO : A - el tiempo de calentamiento  a la T° de recocido  + fino será el tamaño final del grano . Un calentamiento

 lento  formara muy pocos núcleos  favoreciendo el crecimiento del grano  dando lugar a un grano grueso.

 

IMPUREZAS INSOLUBLES :  A+ cantidad  y   + fina sea  la distribución. de las impurezas  insolubles  + fino será el tamaño del grano .no solo aumenta la nucleación si no también  que actúan como barreras de crecimiento  de los granos.

Al ser enfriado con lentitud el material puede  tener suf. Energía  para  continuar el crecimiento del grano  y causar que sea + grueso el grano.

 

TRABAJO EN CALIENTE:Trabajar un material  por encima de su T° de  recristalización.

 

LINEA DIVISORA  TRABAJO FRIO Y CALIENTE

Cuando el material se deformas  plásticamente a una T° elevada 2 efectos opuestos tienen lugar al mismo tiempo ,un endurecimiento por la deformación plástica y un reblandecimiento por  la recristalización .Debe haber una T° a la cual estos efectos se balanceen . Encima de esta T°  trajo en caliente  abajo de esta T°  trabajo en frío.

 

TRABAJO EN CALIENTE Vs. TRABAJO EN FRIO:

No es posible fabricar un material trabajado en hot  tamaño exacto.

Al trabajar en hot  el material hace que reaccione el oxigeno  conforme se enfría  hasta T° ambiente se forma  una capa de oxido llamado escama .

Trabajo en hot mas económico y en frío es mas caro

aunque el material de grano grueso tiene +  ductilidad  la no uniformidad de la deformación  del grano  origina un problema de apariencia  en la superficie llamado  CASCARA DE NARANJA   de un material de grano grueso sometido a deformación .

 

 

ALEACIÓN .

Es una sustancia que contiene propiedades metálicas y esta constituida  por dos o mas elementos químicos  de los cuales por lo

menos uno es metal.

 

Pueden ser Homogénea o Mezclas

 

(Homogénea: Sol. Sólida (sustitucional, intersticial)

o Fase intermedia (compuesto(Intermentalica ,Intersticial, Electrónica))

 

(Mezcla :Metal Puro, Solución Sólida ,Aleación Intermedia)

 

CONSTITUCIÓN DE ALEACIONES:

Las aleaciones  pueden ser homogéneas o mezclas en mezclas consta de diferentes fases ,una fase es cualquier cosa homogénea y físicamente distinta. .Cualquier  estructura visiblemente distinta  al microscopio  puede considerarse una fase .Algunos metales son alotropico en sólido 

y tendrán dif fases sólidas . Cuando un metal sufre un cambio en la estructura cristalina  hay un cambio de fase.

 

 En estado sólido hay tres posibles fases:1)Metal puro,2) Fase intermedia o compuesta,3) solución sólida((Mezcla mecánica, Fase Intermedia ,Soluciones Sólidas))

 

1)METAL PURO:

 Si para un metal  se gráfica una curva de enfriamiento esta será  una línea horizontal en el punto de fusión o congelamiento. (Mezcla Mecánica):Es el mas simple ,la solución es enfriada  y se separa formando una mezcla mecánica (eutéctica) (Pb+Zn).

 

2)FASE INTERMEDIA DE UNA ALEACIÓN Compuesto Químico:

 Son fases cuya  composición química son intermedias  entre dos metales  puros y gradualmente tienen estructura cristalina  diferentes de los metales puros que lo conforman.

 

Tipos:

a)COMPUESTOS INTERMETÁLICOS o de valencia :Se forman por  metales no similares químicamente y se combinan siguiendo las reglas de valencia química ,como suelen tener fuerte enlace químico  sus propiedades son  no metálicas. Por lo general presentan  una deficiente

  ductilidad y conductividad  eléctrica.

 

 

b)COMPUESTOS INTERSTICIALES : Se forman por la unión entre  los elementos de transición  Sc,Ti,Ta,W, y el Fe con H, O C, B, N . Estos se acomodan entre los espacios de las estructura cristalina del metal,puntos altos de fusión y  duros .

 

c)COMPUESTOS ELECTRÓNICOS: Las aleaciones  muestran  semejanzas notables .Un numero de fases intermedias se forman en estos sistemas con estructuras cristalinas similares . En cada sistema hay  puntos cercanos a aquellas composiciones químicas que tienen una razón definida de # de e de valencia a un # de átomos estos se llaman compuestos electrónicos. Tienen propiedades parecidas alas soluciones sólidas  +dúctil y - duro.

 

3)SOLUCIONES SÓLIDAS: La cantidad de soluto que el solvente puede disolver es función de la T° (p. cte.) y + con la T°. La solución por dif. atm  el soluto se coloca en la estructura cristalina  del solvente .

Una solución puede tener 3 condiciones :saturada si disuelve la cantidad limite de soluto ;no saturada si el disuelve menos del soluto y sobresaturada si disuelve mas del soluto, es inestable  tiende a saturarse  mediante la pp  de exceso de soluto.

Una solución sólida es  una en estado sólido  tiene dos tipos  combinados  en un tipo de red espacial .

 

Hay dos tipos de soluciones sólidas : susititucionales y intersticiales y compuestos químicos.

 

I)SOLUCIÓN SUSTITUCIONAL: Los átomos del soluto son reemplazados por  los átomos del solvente en la estructura reticular del solvente.

Los  factores que controlan  el rango de solubilidad (Por Hume R.) de los sistemas de aleación son:

Factores de la estructura del Cristal: La completa solubilidad completa  o total  jamas se logra a menos que  los elementos tengan el mismo tipo de estructura reticular cristalina.

Factor de tamaño relativo: Es favorable  para formar una solución sólida  cuando la dif de radios atómicos es < 15%.Si es > de 15% la formación de una solución sólida esta muy limitada .

Factor Afinidad Química: A mas afinidad química tengan 2 metales mas restringida será su solubilidad y > la tendencia a formar compuestos.

Factor Relativo de Valencia: Si un metal soluto tiene valencia distinta de la del metal solvente en # de ‘e’ de valencia por cada átomo ,llamado razón electrónica, cambiara. El metal de < valencia tiende a disolver mas a un metal de mayor valencia .

 

II)SOLUCIONES SÓLIDAS INTERSTICIALES: SE forman cuando los átomos de << radios atómicos se acomodan en intersticios dela estructura reticular de los átomos solventes mas grandes .Solo los átomos con radios menores que 1A tienen posibilidad de formarlos son H,B,C,N,O Al aumentar la cantidad de átomos soluto mas allá de la línea se restringe la movilidad de los átomos  en un área especifica  y empieza a formar un compuesto intersticial de composición fija. .Suelen tener una solubilidad  muy limitada y de poca importancia . Un ejemplo importante es el Fe y C

 

En los 2 tipos sustitucional Y intertiscial.  En la región del átomo del soluto habrá una distorsión en estructura reticular .Esta distorsión interferirá con el mov. De dislocaciones  sobre sus planos de desplazamientos luego aumenta la resistencia de la aleación. Esta es la base fundamental para el reforzamiento de un metal por medio de aleación.

 

DIAGRAMA DE FASES :Representación gráfica de un sistema de aleación que indica los cambios estructurales debido a T° y composición  debería mostrarse relaciones de fase en estado    equilibrio puede lograrse en lento enfriamiento o lento calentamiento .

Es necesario especificar 3 variables independientes  :T° ,P y composición. Ocurre mínimo de energía libre una  T° y P  los cambios son mínimos depende de la cantidad y forma de fases

 

Métodos experimentales : Los datos para construir  diagramas de equilibrio se determinan experimentalmente  por diversos métodos  los cuales son:

Análisis Térmicos: Tomando T° vs. Time a composición cte. la curva de enfriamiento resultante mostrara un cambio en la pendiente  cuando ocurre un cambio de fase a causa de la evolución del calor .Es el mejor para determinar  la T° de solidificación i° y final .

Método metalográfico: Calentar muestras de una aleación a dif T° esperando que el equilibrio se establezca  y entonces se enfría rápido para retener su estructura de alta T°, luego al microscopio .

Difracción de Rayos X: Se mide las dimensiones de la red  indicara la aparición de la nueva fase ,útil para  hallar cambios en solubilidad sólida en relación con la T°. Se determina el cambio en la red reticular un cambio alotropico hay cambio en volumen.

 

1.-Componentes completamente solubles en estado liquido:.

a)Completamente solubles en el estado Sólido(Tipo I)

b)Insoluble en el estado sólido-: (Tipo II)

  (Rx Eutectica) Liquido 1 ÛSolidoA + SolidoB

c)Parcialmente Soluble  en estado sólido :Rx Eutectica    (Tipo III)

d)Formación de fase  intermedia de fusión congruente (Tipo IV)

e)Rx Peritectica(Tipo V) Liq + Sólido ÛNuevo Sól

 

2-Componentes parcialmente solubles en estado líquido TipoVI)

Rx Monotectica (TipoVII) Liquido1ÛLiquido2+Solido

 

3-.Completamente  insolubles en estado liq y dólido (Tipo VII)

 

4-.Transformaciones en estado Sólido

  a)Cambio Alotropico ;  b)Orden Desorden

  c)Rx eutectoide:  Solido1 ÛSolido2+Solido3

  d)Rx Peritectiode .Solido1+ Solido2ÛNuevo Sól

 

1.-Completamente solubles en estado liquido:

Tipo I - Completamente solubles en estado sólido:  Los dos metales son completamente solubles  en estado sólido el único tipo de fase

 formada será una solución sólida sustitucional, diferirían sus radios atómicos en 8%.

 

Se debe conocer  la composición química real y las cantidades relativas de las dos fases presentes aquí se aplican 2 reglas:

 

Composición química de las fases: Se debe utilizar una línea horizontal  para la T° llamada línea de vinculo a las fronteras del campo. Cuando toca la línea liq o sólido baja  directo a la composición.

 

Cantidades relativas de cada fase: Se debe trazar una línea vertical que debe dividir a la horizontal en dos partes  cuyas longitudes son inversamente proporcionales ala  cantidad de fases presentes  (Regla de la Palanca).

 

DIFUSION: El resultado de muchos mov al azar  de átomos individuales  es imperdible cuando un gran #de átomos  hacen tales mov pueden producir un flujo sistemático ..EL coef de difusión se duplica cada 20 °c +T° ,es relacionada con energía térmica ,una aleación  tiene una energía libre mas baja cuando esta en una condición homogénea.

 

ORIGEN DE SEGREGACIÓN DENTRITICA :Como la rapidez del ataque químico varia con la composición de un ataque químico adecuado revelara una estructura dentritica microscópica .El sólido final consta de una estructura segregada químicamente  con una porción central formada por aquella parte de la aleación que se fundió a T° mas elevadas. + rápido el enfriamiento  hay una dif en comp química de los granos.)

 

 

 

TipoII :Insoluble  estado sólido(RxEUTECTICA): Solo para propósitos prácticos.

Ley Roult :El punto de congelación o fusión de una sustancia  pura lo disminuye  la adición de una segunda sustancia ,con tal que esta sea soluble en una sustancia liq y la insoluble se solidifique .La cantidad de <  de punto de congel es prop a w. Molecular  del soluto.La línea que conecta al sólido con liquido es la T° eutéctica

y la Rx  eutéctica es :LIQ ÛSOL A +SOL B.

 

Siendo  el único requerimiento que la mezcla eutéctica consista en 2 fases sólidas diferentes ,2 metales ,2 sol sólidas ,2fases intermedias. Rx isoterma reversible .

 

TipoIII: Parcialmente Soluble en estado Sólido:

 Este Tipo es el mas  común  y el mas importante en el sistema de aleaciones

Forma también la Rx eutéctica:  Liq Û a+b

( Mezcla eutéctica)

a y b son soluciones solidadas terminales

 

Propiedades de Aleacion eutéctica: Conforme la composición eutéctica  se aproxima al lado de la fase plástica  habrá un aumento de resistencia de la Rx ,habrá una disminución de la resistencia  mas allá de la composición eutéctica  debido al decremento en la cantidad de pequeñas

 partículas  eutecticas y el aumento de tamaño y cantidad de la fase proeutectica  frágil, entonces  la composición eutéctica mostrara resistencia máxima El aumento en la rapidez de enfriamiento puede resultar  una mezcla  eutéctica mas fina mayor cantidad de mezcla  eutéctica  y granos primarios mas pequeños  que influyen en propiedades mecánicas.

 

Endurecimiento por envejecimiento:  2 Métodos para aumentar la resistencia y la dureza de una aleación: trabajo en frío y tratamiento térmico.

Tratamiento térmico:  es + importante para aleaciones no ferrosas es el endurecimiento por envejecimiento  o precipitación .

 

Proceso de envejecido: aquellas aleaciones que  en la pp. Tiene lugar a  ambiente de modo que obtiene su resistencia total después

de 4 o 5 días de estar a T° ambiente  se conocen como aleaciones de envejecimiento natural   y las que necesitan recalentamiento  a

 elevadas  T°  para alcanzar  su max resistencia son  aleaciones por envejecimiento artificial.

 

TipoIV: Fase intermedia de fusión congruente: Cuando una fase cambia en otra a T° cte. y sin ninguna modificación de la composición

química. Todos los metales puros solidifican  congruentemente ,las fases intermedias se llaman asi porque son unicas y se presentan

 entre fases terminales de un diagrama

Ecuaciones eutecticas  a T°1: LiquidoÛ a+AmBn

(m,n # atm combinados en el compuesto); a T°2: LiquidoÛAmBn+b

 

TipoV Rx Peritectica:Un liquido y un solido Rx  T° cet. Para formar un nuevo sólido al enfriarse así: Liquido + Sólido ÛNuevo Sólido

Liq +solido A ÛSolido AmBn

La Rx tiene lugar al rededor de toda la superficie  de cada grano de sólido A donde el liq  la toca , cuando alcanza la composición correcta  la capa solidifica en AmBn .La microestructura final mostrara granos  de A rodeados por el compuesto AmBn. Conforme la capa de la nueva fase aumenta  la distancia de la difusión aumenta  de manera que la Rx suele ser incompleta .

 

2.-Parcialmente solubles en estado liquido

 TipoVI Rx Monotectica : Liquido1ÛLiquido2+Solido

Es posible que sobre cierto intervalo de composición se formen dos soluciones liq no miscibles entre si.

 

 

 

 

3.- Tipo VII Completamente insolubles en el estado liquido y sólido:Hay muchas ombinaciones de metales que son prácticamente insolubles entre si ,cuando se enfrían parecen solidificar  en sus puntos de congelación individuales  en dos capas distintas  con una aguda línea de contacto  y casi sin difucion.

 

INTERRELACIÓN ENTRE TIPOS BASICOS:

Los primeros tres Tipos solo se dif por la solubilidad en estado sólido. Si los puntos  en cualquier  extremo de la línea eutéctica  se mueven uno hacia el otro  ósea hacia mayor solubilidad  en ele estado  sólido  dará como resultado  un diagrama del Tipo III  parcialmente soluble en el estado sólido . si se mueven hasta que coincida  con la composición eutéctica  en E habrá un sistema completamente soluble  .La fase intermedia determina los tipos IVy V ,Si la fase de descompone  en calentamiento (fusión incongruente ), el diagrama mostrara una  Rx peritectica . Si la fase intermedia muestra un punto de fusión verdadero (fusión congruente ) el diagrama mostrara una Rx eutéctica.

 

a)TRANSFORMACIONES EN EL ESTADO SOLIDO: Hay diversos cambios de equilibrio que tienen lugar por entero en el estado sólido.

 

a)Cambios Alotropicos. Diversos metales  pueden existir en mas de un tipo de estructura  cristalina  dependiendo de la estructura  ej. Fe Mn Co  Sn  son los que tienen  propiedad alotrópica. Esta solución esta ‘anillada’

 

b)Transformaciones Orden - Desorden.- Al formarse una solución sólida de tipo sustitucional los átomos de soluble no ocupan ninguna posición especifica sino que están distribuidos  al azar en la estructura reticular del solvente .Se dice que la aleación esta en una condición desordenada .Algunas de estas soluciones sólidas al azar se enfrían lentamente  sufren un rearreglo de  los átomos  donde los átomos del soluto se mueven en posiciones definidas dentro de la red .Esta estructura  se conoce ahora con solución ordenada o super red .El ordenamiento es mas común en metales  completamente  solubles en estado sólido y por lo tanto la máxima  cantidad  de ordenamiento  ocurre en una razón atómica simple de 2 elementos.

 

c)RX EUTECTIDE: Es una Rx común en ele estado sólido muy semejante a la Rx eutéctica pero no incluye el liquido .En este caso  una fase sólida  se transforma para formar dos fases nuevas.    Solido1 ÛSolido2+Solido3

La resultante es muy fina  no es posible determinar  en forma microscópica  si la mezcla resulto en una Rx eutéctica o eutectoide

El significado de la linea eutectiode es que esta T° constituye elk final del cambio de la estructura cristalina  gÛa+b(Mezcla  Eutectoide)

 

d)LA RX PERITECTOIDE: No es tan común, puede escribirse como:Solido1+ Solido2ÛNuevo Sólido. La nueva fase intermedia suele ser una aleación  pero también puede ser una solución solida-Esencialmente es el remplazo de un liq. por un sólido. a+bÛ g

 

Fases de GIBSS: V=C+1-F,V:# de variables que pueden alterarse sin cambiar la fase. F: fases grados de libertad.

 

HIERRO FORJADO  FE +ESCORIA

Pasos para el  Fe forjado:

a)Fundir y refinar el metal base ;                                    b)producir y mantener la escoria adecuada.

 c) Granular o desintegrar el metal base  mecánicamente e imcorporarlo a la cantidad de escoria deseado(+++)

Fe forjado :fractura fibrosa acero: fractura cristalina o granular.

 

 

 

ALEACION Fe-C

 

El Fe en una forma casi pura es conocido como Fe dulce. se compone con C,Mn,P,S,Si.

El Fe es un metal alotropico  .el Fe a  2800°F esta en (b.c.c) d

a 2554°F esta en (f.c.c) g  no magnética .Si esta a 1666°F esta  en (b.c.c) a no magnético. Y cuando esta  a1414 °F a se hace magnético sin cambio de estructura reticular.

 

Fe forjado: Tiene Fe delata pureza y escoria(silicato de Fe) introducidas en una matriz de ferrita. Se distingue por sus bajas cantidades de  C y Mn  resiste muy bien la corrosión las fibras de escoria funcionan parando el moho ,protege las superficies de posterior corrosión.

 

AUSTENITA: Solucion solida INTERSTICIAL de C disuelto en Fe de un o mas elemetos en Fe (cubico centrado en cara)(f.c.c). Se supone que el carbono es soluble.CENMENTITA: Compuesto de Fe y C   INTERSTICIAL conocido como carburo de Fe (Fe3C) .Tiene estructura cristalina ortorombica.

 

Ferrita: Solución sólida de uno o mas elementos en fe (cubico centrado en el cuerpo)(b.c.c) En algunos diagramas hay dos regiones ferriticas separadas por  un área austenitica . El Area inferior a la austenita  es a y la superior es d , si no hay designación se supone que la ferrita  es a. La ferrita es la mas blanda de las estructuras.

 

PERLITA: Agregado laminar de perlita y cementita que a menudo se presenta en acero y Fe fundido.

 

LADEBURITA: Eutectico Fe C cuyos constituyentes son austenita y cementita de 4.3%C.La austenita se descompone en ferrita al enfriar debajo de Ar1.

 

FERRITA: Solución sólida de elementos en Fe  (b.c.c),es el mas blando de los compuestos.

 

SORBITA:  Mezcla de ferrita mas cementita  producida por la regulación de enfriamiento del acero  o revenido después del endurecimiento.

 

MARTENSITA: Aleación estructura metaestable  transicional intermedia entre dos modificaciones  alotropicas cuyas capacidades para disolver

 un soluble difieren  su fase a alta T° es de alta solubilidad .

Es  una solución  sólida intersticial  sobresaturada del C  en Fe  su microestructura se caracteriza por  una forma acicular o tipo aguja.

 

BAINITA descomposición de la austenita  que es agregado de ferrita y carburo. a t°  inferiores  a aquellas en que se forma perlita  muy fina y superiores a aquella en que la martensita se forma al enfriar .Tiene forma plumosa .

 

T° DE TRANSFORMACIÓN: T° que ocurre en un cambio de fase .El termino también se utiliza para denotar la T° limítrofe de un intervalo de transformación

.Los sig. símbolos se utilizan para Fe y aceros:

Acm: En acero hipereutectoide T° a la que la solución de cementita  en austenita  se completa durante el calentamiento.

Ac1:T° a la que empieza a formar austenita durante el calentamiento.

Ac3:T° de transformación de ferrita en austenita se completa durante el calentamiento.

Ac4:T° a la que la austenita se transforma en ferrita  delta durante el calentamiento.

Aecm,Ae1,Ae3,Ae4: T° de cambio de fase en equilibrio.

Arcm: En acero  hipereutectoide T° a la que empieza la pp de la cementita durante el enfriamiento.

Ar1: T° a la que se completa la transformación de austenita en ferrita o ferrita +cementita  en enfriamiento.

Ar3: T° a la que la austenita empieza a transformación en ferrita durante el enfriamiento.

Ar4: T°  a la que la ferrita delta se transforma  en austenita durante el enfriamiento.

Ar’’(M8) :T° a la  que empieza la transformación de austenita en martensita  durante el enfriamiento.

Mf: T° a la que termina la formación de martencita durante el enfriamiento.

Liq Ûaustenita + cementita (Mezcla eutectoide-ledeburita)

Liq Ûferrita  + cementita (mezcla ecutectiode-perlita)

 

 

                 ENFRIAMIENTO LENTO DEL ACERO

Austenita Ûferrita + cementita

De cada lado de la placa de cementita se forman delgadas capas de ferrita. El proceso continua con la formación  de capas alternas de

cementitas y ferrita para dar una fina  mezcla llamada perlita . La Rx empieza por el grano de la austenita  con perlita creciendo a lo largo de la frontera y dentro del grano..

Conforme en contenido del c de la aleación aumenta el espesor  de la red de  cementita proetectoide suele incrementarse..

Como la cantidad de perlita aumenta con un incremento en el contenido de C  para aceros  hipoeutectoides , la resistencia y la dureza  Brinell también aumentara hasta la comp. eutectoide  de 0.8% de C. La resistencia al impacto disminuye  al aumentar el carbono. Mas allá de la composición eutectoide la resistencia se nivela  y la dureza Brinell continua aumentado  debida a la  mayor  de cementita dura.

 

ACERO:  baja aleación el max contenido de C es 0.2% .el acero de alta aleación es de 2.5%C .Algunos aceros tienen el C << bajo el

 contenido de Mn es el principal  el acero de por lo menos 0.25%  el Fe dulce tiene menos.

Acero Eutectoide :Ferrita +Perlita.

ACERO AUSTENITICO: Acero cuya estructura es austenitica  a T° ambiente.

ACERO EUTECTOIDE: Ferrita + Perlita

acero eutectico: Perlita.

 

CLASIFICACIÓN DEL ACERO:

MÉTODO DE MANUFACTURA O FORMACIÓN: Acero Bessemer, Hogar abierto,  Crisol.      

Usos: maquinas .resortes .calderas. corte ,maquinas.

 

COMPOSICIÓN QUÍMICA: Por medio de  sistema numérico

1.Acero al carbono.2) Acero al níquel 3)Níquel cromo 4)Acero al molideno5)Acero al Cr.

2520(2 acero al Ni) (5 % Ni)(20 el 2% de C)

 

EFECTOS DE PEQUEÑAS CANTIDADES DE OTROS ELEMENTOS:

 

S: En los aceros comerciales el S se mantiene por debajo del 0.05%.

forma el FeS  a su vez forma  una aleación eutéctica  de bajo  del punto  de fusión  con Fe que tiende a concentrarse  en la frontera del

 grano. Cuando el  acero se forja a altas T°  se hace frágil debido a la fusión  del Eutectico sulfuro de Fe que destruye la cohesión de los

 granos permitiendo que se desarrollen grietas.

 

Mn:   Esta presente en e intervalos  0.08% y 1% La función del Mn  es de contraponerse  a los malos efectos  de S .Cuando hay mas Mn 

el exceso se combina con C para formar el Mn3C que se asocia la carburo de Fe (Fe3C) en cementita. Promueve  la solides de las piezas

fundidas de acero a través de su acción de desoxidación en acero liquido.

P Se mantiene por debajo de 0.04% tiende disolver la ferrita aumentado ligeramente la resistencia y la dureza .En algunos aceros  de0.07

 a 0.12%  de P  mejora las propiedades de corte .En mayores cantidades el P reduce  la ductilidad  aumentándose  la tendencia  del acero agrietarse.

 

Si :La mayoría  de aceros comerciales tiene de 0.05 a 0.3% de Si .Se disuelve en la ferrita aumentando la resistencia del acero sin disminuir

mucho la ductilidad .Promueve la desoxidación del acero liq a través de la formación de SiO2  da mas solides en la pieza fundida .

 

TRATAMIENTO TÉRMICO DE  ACERO Una combinación de operaciones de CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO(Temple)  de tiempos determinados  y aplicadas a un metal o aleación en estado sólido producirá propiedades deseadas. Todos los procesos básicos de tratamiento  térmicos para aceros incluyen la transformación  o descomposición de la Austenita.

Se tratan con piezas terminadas con el fin de proporcionarles propiedades definitivas .A partir de se puede variar los limites  de las

 propiedades  por ejemplo en aceros se puede variar la dureza de 200 a 600 (brinel) con ayuda del templado.

Los factores que determinan  el régimen de tratamiento térmico son  T° y tiempo.

También se puede elevar el alargamiento y la resistencia ala ruptura.

La tendencia del acero en formar grano fino.

La transformación de la perlita en austenita va acompañada de austenita de grano fino. A T° >del pto. critico se realiza un crecimiento

 del grano de austenita cuanto> sea la T° de calentamiento y su permanecía se prolongue.

El tamaño del grano se forma con cualquier tratamiento térmico;

se determina[Calentamiento ,Tiempo ,Tendencia]

Las propiedades de los aceros dependen del tamaño del grano real.

Por la desoxidación se determina la tendencia al grano fino o grueso.

 

3 OPERACIONES DEL TRATAMIENTO TÉRMICO: RECOCIDO ,TEMPLADO Y REVENIDO.(todos ellos inducen a la transformación de la austenita

 

RECOCIDO: Consiste en calentar al acero a la T° adecuada  y luego  enfriar  lentamente a lo largo del intervalo de transformación en un

 horno. Con el  objetivo de dejarlo libre de tensión, refinar el grano  proporcionar suavidad mejorar las propiedades eléctricas y magnéticas.

Se puede DIVIDIR EL RECOCIDO en 1° y 2° genero.

1°Genero=Homogenizacion ,Recristalización, Recocido Ordinario.

2°Genero=Completo,Imcompleto,Isotermico,Normalizacion.

 

HOMOGENEIZACIÓN: Tratamiento térmico de una aleación encaminada a hacerla uniforme en composición eliminando la segregación

dentritica y los gradientes de concentración.

Se emplea para heterogeneidad química  delos granos de solución sólida  para disminuir la microsegregacion  ,debido a la presencia de

 dentritas  Se hace a T° de mas de 1100°C por 15 Horas  luego se enfría en un horno a 500°C luego al aire libre .se consiguió formar un grano grueso y no es conveniente.

 

RECRISTALIZACIÓN:  .Para producir una nueva estructura del grano sin cambio de fase. se somete el acero a  deformación en frío  se

calienta el acero a 5OO -7OO °C se mantiene así cierto tiempo y es enfriado lentamente  transformando los granos rotos o deformados

.Entonces se recompone  para la formación de granos nuevos

crecen los nuevos cristales aliviando las tensiones internas  los granos crecen a costa delos granos deformados.

RECOCIDO ORDINARIO:

 

Para calentar el acero  de 2OO a 4OO°c el enfriamiento es simple un afino de grano se consigue.

2° Genero:

 

Completo: Para  hipereutectoides menos de 0.8% Se calienta para crear una estructura de grano fino se coloca por encima 20 a 30°C

 de Ac3la ferrita se transforma en austenita   se enfría en un horno a 500°C y luego se enfría.

 

Incompleto: Para hipoeutectoides mas de 0.8% de C perlita se calienta encima de  AC1 en seguida un lento enfriamiento  a700°C

 manteniendo hasta que la perlita se descomponga  y finalmente el acero es dejado al aire  se realiza a T° cte.

 

Isotérmico: Se calienta sobre la T° critica superior ac3 luego es enfriado  de 50 a 100°c  debajo de ac1  de la T° eutectoide

el metal que se obtiene es mas estable la propiedad que lo caracteriza es la formación de la estructura ferrita-perlitica

a partir de la  austenita a T° cte.

 

NORMALIZACIÓN: Consiste en el calentamiento  hasta una T° por encima del punto AC3  para acero hipoeutectoide y del punto Acm para el

 punto Acm  para el subsiguiente enfriamiento al aire. Es un recocido muy frecuente y se usa para aliviar las tensiones del material trabajado

 en frío , obtener un acero mas  duro y mas fuerte , refinar las estructuras dentriticas ,Afectara   la T° de la transformación de la austenita

  y la fineza de la perlita .En general mas rápido sea el enfriamiento < será la T° de  transformación  de austenita y mas fina será la perlita.el proceso que se utilice  dependera del contenido del c  según este  se toma el adecuado.

 

TEMPLADO

Consiste en calentar  la aleación hasta una T°  encima de Ac3 optima  manteniendo la T° y luego enfriando rápido con medio

 gaseoso o liquido esto ocasiona que la superficie se ponga dura  y la resistencia mecánica aumente .-aumenta la dessidad -baja la intensidad magnetica ..Factores: Composición de acero-T° de temple - ‘’V’’’ de enfriamiento

con un aumento adicional en la rapidez  de enfriamiento no hay tiempo suficiente para  que el carbono se difunda de la solución tiene lugar un movimiento de los átomos de Fe , la solución resultante se llama martencita  es un solución sobresaturada de carbono atrapado .

Si  el calentamiento es muy lento podemos descarburar.

La T° de endurecimiento depende de contenido de  C 

 

El método de calentar con carbón   es calentado en un baño de Pb o baño de sales fundidas  se obtiene menos carburización  se usan átomos

 de N para evitar  descarburización. Otro factor es la velocidad de enfriamiento   por encima de 600 a 700°c  hay cambio de volumen  debe ser tratado para evitar  formación de grietas. También  se usa aceite  que es menos severo que el agua  al enfriar  causando menos defectos  en templado para que sea mas fácil. Previamente el templado debe hacerse un recocido de estabilización.

 

Efectos del temple: Aumenta la carga de rotura por tracción.-

Disminuye el alargamiento - Aumenta la resistividad –

 

ENDURECIMIENTO: Incluye básicamente calentar e enfría (temple) .El Calentar  se hace en un hornos de diferentes tipos  o a llama directa  es determinado por la forma y tamaño  de la pieza  la composición  química .

 Al aumentar la ‘’V’’ de enfriamiento da tiempo para que el C se difunda resultando la martencita es sobresaturada de C .

Hay 2 métodos para disminuir la rapidez de enfriamiento: a)Aumentando el %C b) Haciendo mas grueso el tamaño del grano austenitico

 

MÉTODOS DE TEMPLADO O ENDURECIMIENTO:

 

Convencional, 2medios diferentes ,a pasos ,interrumpido ,isotérmico, de superficie ,sub cero.

CONVENCIONAL:  Es el mas simple  en enfriar  en un medio liquido  que se llega a enfriar hasta una T° ambiente  se forma una capa de

 vapor que actúa como barrera  en enfriamiento subsiguiente es necesario para eliminar la capa de vapor.

2 MEDIOS DIFERENTES: La pieza se calienta y luego se  templa entre 300 y 400 con agua  y luego se pasa a un baño de aceite luego de calentar de nuevo se enfriar en un baño de sal fundida (Nitrato de plata)  se transforma a un baño de aceite  hasta T° ambiente  .

A PASOS : es calentado entre 150 y 300°C sobre el punto de la transformación del la martencita  para una composición dada del acero . El medio es generalmente una sal fundida  y la pieza es mantenida hasta que alcance la T° del medio, entonces la pieza es transferida  aun baño de aceite caliente  conde se enfría hasta la T° ambiente. Se desarrollan  tensiones internas bajas

INTERRUMPIDO: modificación del templado a pasos  calentado y enfriado al ambiente , las tensiones  internas son reducidas en mas cantidad -

ISOTÉRMICO:  es realizada para que la austenita  se descomponga a T° cte. encima ligeramente donde empieza la transformación martensitica  la pieza es calentada a T° de endurecimiento  y luego templada a una T° 300 a 350°c donde es mantenida el tiempo necesario para que la transformación isotérmica de la austenita  que es transformada en prostita tiene suficiente dureza y ductilidad. Las tensiones son reducidas  hay menos rajaduras y menos torcido

SUPERFICIE : Es selectivo en el cual la dureza es  impartida a las capas superiores de la pieza solo las capas superiores son calentadas  se hace por inducción de corriente a alta frecuencia . También se utiliza el soplete se calienta luego se hecha agua fría  que templa la capa del metal calentado por lo tanto lo endurece.

SUB CERO :La austenita reduce la dureza la resistencia al desgaste   entonces se enfría la pieza debajo de cero  la austenita entonces pasa a martencita  es mas efectiva para 0.6 a0.7 % C los que tiene buena cantidad de austenita  después del templado .Estos tratamientos se realizan en el rango -35 ,-135°C para otorgar mas dureza.

 

REVENIDO:

Calentamiento de acero endurecido o Fe fundido endurecido a una T° inferior a la eutectoide(Pto. critico inferior)  y luego dejarlo

 enfriar.  - Mejora los efectos del temple-disminuye las tenciones internas-disminuye resistencia a la ruptura - aumenta el alargamiento ..Tene los factores de: Estado inicial del metal - T° de revenido - Tiempo de revenido.. La T° del revenido son determinadas sobre la base de datos de la descomposición de la MARTENCITA.

 

 También se aplica algunas veces  al acero normalizado. Los aceros que han sufrido endurecimiento  (martencita +austenita  son inestables y a T° ambiente es frágil la martencita a T° ambiente cambia de volumen ocasiona tensiones de temple rajadura (Grieta de temple).Para impedir esto se recurre al revenido calentar por debajo de Ac1 luego el enfriamiento lento . Esto reduce las tensiones  alivia el cambio de estructura a 350°C donde ocurre la transformación martencitica . No hay cambios estructurales hasta 100°C a

 mas la martencita se descompone cuando se enfría hay una reducción de vol. En el rango de 100-350°la martencita se descompone con laDe cementita (partículas de carburo de Fe)

 

Esta comprende  2 etapas:

1°=100-200°Clas inclusiones de carburo finas  se separan de l a martencita forman capas  al mismo tiempo hay una reducción en vol. de acero ahora forma la martencita revenida  hay reducción cte. de estructura cristalina.

 

2°=200-350°C tiene una lenta pp.  de las partículas de carburo de la Martencita ,la descomposición de la austenita retenida en la martencita

 revenida tiene lugar en esta etapa a 350°C luego adquiere una estructura secundaria  es la trostita la cual es mezcla de ferrita y cementita.a

 mas de 500°C aparece la sorbita.

El revenido tiene tres tipos: Alta, Media y Baja T°

REVENIDO DE BAJA T°150-250°C,alivia la tensiones internas y aumenta ductilidad  usado para aleación de bajo carbono ,para herramientas de corte

 

T° MEDIA: 400-450°C la martencita pasa a trostita ,reduce la dureza y aumenta la ductilidad

 

REVENIDO A T° ALTA: 500-650°C aquí se forma la sorbita las fuerzas internas son casi eliminadas otorga mas dureza y ductilidad .

Cuando el revenido no bien utilizado produce defectos de tratamiento térmico como poca dureza ptos. blandos o QUEBRADIZO: cAUSAS:

 

a)CALENTAMIENTO INCOMPLETO: Cuando el acero hipereutectoide  se calienta una T° debajo de Ac3 donde una

parte de la ferrita  es desprendida , a T° ambiente hay martencita +ferrita .Puede eliminarse sometiendo acero a nuevo recocido seguido de un templado.

b)SOBRECALENTAMIENTO :Cuando el material se mantiene sobre Ac3 el acero hipoeutectoide de ferrita se separa de granos de autencita  toma formas de laminas y luego  laminar llamado (WINDMOSTANTE),ferrita + austenita son bajas . se logra reparar por medio de la normalización.

c)REQUEMADO: Si el acero esta cerca de la línea solidus hay una fusión en el limite de cristalización  este acero ya es inútil se debe fundir de nuevo.

d)OXIDACION Y DESCARBURIZACIÓN:el acero calentado por gases O ,N forma una capa de oxido  que descarburiza la superficie del acero  luego hay partes blandas y duras  .

Se trata  usando materiales inertes en los hornos  para que no ocurra la desoxidación  las piezas deben limpiarce antes del temple  y también tratarse en hornos de ambiente controlado.

e)GRIETAS: Se forma por causa del enfriamiento muy rápido  se trata haciendo calentamiento lento y moderado de 250-300°C se usa un temple isotérmico o un temple a pasos para evitarlo.

f)TORCEDURA: Enfriamiento no uniforme esta relacionado con vol. diseño de pieza .se debe elegir  régimen de temple , ‘’v’’ y método de enfriamiento.

 

METODOS INTROD. DUREZA AL ACERO TERMOQUÍMICOS

Es la saturación de la superficie de las piezas a alta T° cambia las propiedades superficiales propósito es dar dureza + resistencia.

Son :carburización,  Nitruracion,  Cianuración y carbonitruracioN,       y Difusión.

 

a) METODO TERMOQUÍMICO :DE CARBURIZACIÓN DE ACERO

( Cementación) 850-950°C  la superficie del acero se satura de C llamado carburizante .La profundidad de penetración es de 05. A2 mm. El contenido del carbón aumenta de 0.7 a 1.2% hay tres métodos : compacta ,líquida y gaseosa .

COMPACTA: De  900 a 950°C , se usa materiales de carbono, con  Na,  Ba, y Ca. se empaca en una caja metálica y se envía al horno, penetra hasta 0.1mm de la superficie el tiempo en el horno depende de la carga y de la profundidad del carbonizado . El carbono atómico es el que se difunde sobre Fe, gamma sustituyéndolo  y forma una capa de cementita muy dura y desprende CO2 y luego CO que esta en el carbono libre .

GASEOSA:  Producida por gas natural, este tipo tiene más ventajas como controlar el proceso mecanizado , este se calienta

a 950°C y se hace pasar por gas natural.

LIQUIDO:  De 8l0 a 900°C. Se usa carbonatos de Na y Cloruro de

Na. El líquido que se somete la pieza forma carbono atómico.

La ventaja es que la pieza se calienta uniforme y puede templarse

directamente.

 

b)NITRURACIÓN DE ACERO ; Se satura la superficie del acero con N a una T° de 480 a 650°C en amoníaco .se descompone y el N atómico se descompone en Fe alfa luego se enfría a 20°C Este adquiere una superficie más dura  y más resistencia a la corrosión  es aplicado a Al, Cr ,Mb estas con N forman nitruros              que son muy duros , su desventaja es que dura 90 horas .

c)CIANURACION Y CARBONITRURACION DE ACERO:  

El C y N son añadidos a la superficie del acero con penetración de 0.1 a 0.2mm , el proceso aumenta la dureza de la superficie  son efectivos para las partes pequeñas y medianas si el proceso es realizado en madio de gas se llama carbonitrura-ción . La cianuración puede ser compacta, líquida y gaseosa.

 

Compacta : En una caja rodeada de ferrocianuro de K y C. a T° de 540 a 560 °C el tiempo es de l.5 a 3 h.

Líquido: Con  sales de cloruro de Na se disuelve en CN y pueden ser clasificado en 3 grupos por T°: baja ,media y alta .

 

CIANURACION LIQUIDA A:  T° BAJA: Carbonato de Na Cloruro  de Na a 550°C es rápido. de 5 a 30 minutos, depende de la profundidad .tiene dureza y buena resistencia .

- T° MEDIA: De 800 a 850°C  en solución de NaCN en un tiempo

de 5 a 90 minutos , luego tiene un templado y revenido .

-T° Alta:  De 900 a 950°C una mezcla de NaCN y BaCl2 y NaCl   seguido de templado y revenido .a baja T° 180°C .

EL MANEJO DEL CN ES MUY PELIGROSO DEBE HABER MUCHA SEGURIDAD EN SU MANEJO.

CARBUNITRURACION: El acero se trata con mezcla de gases de carburación y nitruración una mezcla de gas natural y amoniaco la superficie de acero también es saturada  de C y N pero el proceso es más lento .que cianuracion liq.

 

DIFUSION (O cementacion metalica  ) Los metales que rodean se impregnan para la resistencia al desgaste Al, Cr ,Si, Boro, Berilio

 

ALUMINIO: Se llama calorización ó alitación , son de los siguientes tipos:   empacado ,líq y gas.

Para evitar que el acero en altas temperaturas se desgaste con el calentamiento y el calorizado forma una película densa  de oxido de aluminio que provee una protección contra la oxidación , el calorizado en polvo las partes son primera empacadas en una caja con polvo de ferro aluminio mezclado con cloruro de amonio luego se  calienta hasta l000°C el tiempo depende de la profundidad.

 

LIQUIDO: consiste en  sumergir la pieza en un baño de aluminio fundido a 800°C esto toma de 45 a 90 minutos, se forma una capa de 0.2 a 0.35mm .

GAS: hecho en una retorta encerrada con aluminio vaporizado el cual sufre una dislocación parcial a alta temperatura e  impregna el acero con el aluminio. El acero calorizado esta sujeto a un siguiente recocido por difusión a l000°C para reducir lo quebradizo de la capa calorizada.

CROMIZACIÓN:  Se impregna con cromo sólido , líquido y gas

El cromado por empaque es el método más simple

, se realiza en una caja que contiene polvo errocromo

fino a una temperatura de ll00°C y de l0 a l5 horas .

LIQUIDO:  Es calentado a 950°C en un baño de cloruro fundido

de bario, magnesio y calcio con cloruro de cromo más 25% de ferrocromo .

 

 

Un método más efectivo es el del gas aquí es calentado a l050°C

en una mezcla de cromo vaporizado y ácido clorhídrico. Estos llegan a ser muy resistentes a la corrosión y al agua del mar .

 

SILICONIZACION:  La cementación metálica que envuelve a la siliconización aumenta la resistencia al desgaste y mejora la resistencia  a los ácidos. En el empacado las partes del acero son calentadas a ll00°C en una mezcla de ferrosilicon  alumina y caolín más cloruro de amonio con una profundidad de 0.2 a o.8mm .

GAS:  Hecho en hornos de retorta y calentadas en una atmósfera

de tetracloruro  de Si que se obtiene haciendo pasar una corriente de cloro sobre el ferrosilicon, las piezas están a l050°C de dos a cuatro horas y producen una profundidad de 0.5 a l.24mm . La cementación metálica con otros elementos como el berilio y el boro  no tienen aplicación todavía .

BORACION:  Tiene alta dureza y resistencia al desgaste. Hay  dos métodos: electrolítico y gas.

Electrolítico: a 950°C y se trata en una celda donde hay una barra de grafito como ánodo y la pieza a recubrir como catodo, el bórax se descompone y el boro atómico se difunde.

Gas:  con diborano más H a 850 a 900°C tiene mucha dureza por la formación de boruro de hierro

 

 

METALURGIA DE LOS POLVOS:

Producir polvos de metal y emplearlos para hacer cosas útiles., la necesidad del filamento para los focos desarrollo estos métodos.Tiene 3 etapas :

 a)Fabricación de Polvos metálicos (luego mezclado)

 b)Compresión en frío de los polvos metálicos

 c)Sinterización

 d)Acabado y dimencionado (Opcional)

 

a)Puede ser por procedimientos mecánicos o fisicoquimicos

 

Mecánicos :Molienda ,Pulverización ,Atomización.

Fisicoquímicas :Condensación ,Deposición  electrolítica,  Reducción de óxidos. Reducción intercristalina,  Procesos de hidruro carbonilo

MOLIENDA: Para metales frágiles  Mn ,Cr en molino de martillo o de molino HAMETAC

 

Pulverización :El metal fundido de inyecta sobre un disco que va a una ‘’V’’ determinada ,el disco tiene en su periferia cuchillas  que al caer aquí lo inyectado lo pulveriza.

 

ATOMIZACIÓN: Se inyecta a P. un gas ocasionando partículas esféricas de polvo estos se recogen en un colector de polvos .Para polvos de Fe debe tener alto C para que forme Co  y ayude ala pulverización.

 

CONDENSACIÓN: Para los de bajo punto de fusión  Zn.Mn,Cd  el vapor se condensa y tiene el polvo.

 

DEPOSICIÓN ELECTROLÍTICA: Como para el Cu celdas en serie   y electrodos intermedios  y la densidad de corriente que requiere para la pp.

En catodo de  Al  produce Cu rugoso y menbritico que se rasca  luego se tamiza  luego al molino de bolas.

 

REDUCCIÓN DE OXIDOS: Los óxidos son mas frágiles que los metales , son reducidos a una T° inferior que el pto. de fusión  con H ,CO .

 

CORROSION INTERCRISTALINA: Para aceros martenciticos 500 a 600°C la pp. De la cementita se trata para que pp. Y ácido de Cu +ácido Nítrico para la producción de acero inoxidable.

 

PROCESOS HIDRURO-CARBONILO: Con H para formar hidruros , Tantalio ,Circonio  estable a T° ambiente cuando se lega a 350°C se descompone en H+Metal  luego a polvo. NI+Fe+Co  se lleva a camara de vacío y luego de pp.

-MEZCLADO: Con molino en chumacera de bronce y mezclador de tambor a lenta ‘’V’’ una mezcla mas intima se hace en tambor de bolas.

 

b).COMPRENCION EN FRÍO DE POLVOS:

Consolidar el polvo cerca de las dimensiones finales adquiriendo forma final a T° ambiente .

Hay 3 técnicas: CON Y  SIN P , Y ALTA ENERGÍA.

 

CON P: Puede ser en :Troquel ,Estación Vibratoria ,Isostatica  Y Compactado continuo

TROQUEL: un troquel con un vol. definido de polvo + P por embolos se comprime  uno hacia el otro  se hace con presión hidráulica(+P) mecánica (-P)

ESTACION VIBRATORIA:Se aplica P y vibracion al mismo tiempo.

ISOSTATICA: P en todos los sentidos e un molde de jebe que esta en un liq.  A P e toda su forma.

COMPACTADO CONTINUO: Para laminas varillas y placas se hace en rodillo

 

SIN P: Se hace por gravedad y por proceso continuo.

 

-GRAVEDAD: Se llana un troquel de polvo  y luego de sinteriza como no se aplica P da material poroso.

PROCESO CONTINUO: Para hojas porosas  para electrodos de baterías ej. placas de  Ni-Cd. El polvo puede aplicarse en forma de suspención espesa para ser revestida sobre una rejilla de metal para producir compuestos fuera de lo común. se consigue un material poroso.

 

ALTA ENERGIA

Puede ser Mecánica ,.Neumática, Explosiva. Se usa descargas.

 

La explosiva: Los troqueles tienen un explosivo al lado que al explotar impulsa el embolo y lo comprime .El troquel se desgasta.

Aceros al Cr, Aceros al C endurecido.

 

c)SINTERIZADO: 

Se lleva a cabo a la T° de inferior la del constituyente del mas alto punto de fusión .

Tiene 2 grupos: Ninguno se Funde , Uno de ellos se funde

se lleva a cabo en hornos eléctricos i de combustible o gas  y en atmósferas reductoras para evitar óxidos y descarburización.

d)Acabado y dimencionado: Opcional pues con los procesos anteriores  ya pueden estar acabados.

 

VENTAJAS:

Se utilizan para refractarios  metales compuestos , porosos  combinación metal no metal , metales que no son solubles en el estado liq. Unico método para producir   Mo y Ta

Ej Pb-Cu  por otro método pero en compacto y sinterizado forma una sola pieza

Grafito-Al para filamentos de foco.

Cintas Bimetalicas, filtros porosos solo por metalurgia de polvos.

No hay desperdicios  , no hay riesgos de contaminación, no fisuras ,no grietas, no puntos de escoria.

 

DESVENTAJAS:

 Las formas complicadas no se realizan

Se desgasta el troquel , algunos polvos son difícil de  comprimir, algunos polvos son explosivos, el tamaño es un factor limitante.

 

Ô HECHO EL 12/12/97 09:17:10 PM  ä

                                                                                      

This is the end  my only friend

    The end.

    The end  of the laughter and the soft lies

    The end of the night we tried to die .

    This is the end .

   

     F Listen The Doors F

 

 

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