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IES Pedro de Valdivia

 

 

Diagramas de Equilibrio

Antes de entrar en el mundo de los metales, veamos algunos videos sobre nuevos materiales

1º http://www.youtube.com/watch?v=jJRQFa49Bok

 

Solidificación

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.

diagrama de enfriamiento

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.

Velocidad de solidificación

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.

 

 

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