Antes de entrar en el mundo de los metales, veamos algunos videos sobre nuevos materiales
El proceso de enfriamiento es un material es de suma importancia en la
creación de un sólido con propiedades mecánicas adecuadas. Se puede decir
que así haya sido creado " enfriado", así se comportará.
En la figura de arriba tenemos un gráfico ( Curva de enfriamiento ) que nos
relaciona la temperatura de una muestra en un metal puro y el tiempo.
Al principio, pasa el tiempo y disminuye la temperatura. Después se llega a
la temperatura de equilibrio donde el metal empieza a cambiar de estado.
Este procese es exotérmico. El calor que se cede corresponde al cambio de
estado
Terminado el proceso, el material, ya en estado sólido sigue enfriándose
El proceso de Solidificación tiene lugar en dos fases:
Nucleación: Formación de pequeños núcleos
Crecimiento: Los núcleos crecen hasta crear la estructura cristalina
La curva de enfriamiento anterior es para condiciones de enfriamiento muy
lenta. En la realidad ocurre algo diferente. ( ver gráficos Pág. 65 ). Ver
como ocurre el fenómeno de Subenfriamiento debido a la inercia del material.
Los agentes nucleantes suelen ser partículas de alto punto de fusión que
sirven para iniciar el proceso de nucleación.
Curiosidad: Ver Pág. 66 texto amarillo. Cabe añadir que en todo el proceso,
el ambiente es tan puro ( ni rastro de polvo en el ambiente ). El ambiente
es tan limpio que se hiciese en un quirófano de un Hospital, sería
comparable como si operan a un paciente en la Castellana.
Por otro lado, la barra que se forma, se parte en finas láminas, que se
denominan Chip.
La velocidad de solidificación va a depender de la velocidad de nucleación y
la de crecimiento de los núcleos . Estos procesos a al vez dependen de:
La fuerza inductora del proceso , que es función de la velocidad de
enfriamiento y el mecanismo de difusión, que depende de la temperatura
provoca el movimiento de los agentes nucleantes por el material.
La velocidad de nucleación se ve favorecida por un enfriamiento rápido. A
temperaturas mas alejadas de la Te, creamos núcleos más rápidamente.
Tenemos en el gráfico de la pagina 66 que el proceso de difusión crece a
acercarnos a la Te y que la fuerza inductora es mayor al tener una
Temperatura muy por debajo de la Te.
La velocidad de nucleación se ve favorecida principalmente por la fuerza
inductora y por tanto tenemos una velocidad pico en T2 ( lejos de Te )
La velocidad de crecimiento se ve favorecida por la Difusión, por tanto la
velocidad pico esta muy cerca de Te.
Las propiedades mecánicas del material metálico son mejores al disminuir el
grano medio del material.
Para conseguirlo hay dos formas.
1º Aumentar la velocidad de nucleación, mediante un subenfriamiento o
introduciendo agentes nucleantes.
2º Fragmentar los granos ya formados durante el crecimiento, mediante
agitación intensa.