Rememoración Concepto de acritud Aplicaciones de la acritud. Precauciones

Mecanismos de fortalecimiento de los materiales. Tema III Mecanismos de fortalecimiento de los materiales. Objetivos Adquirir los conocimientos básicos acerca de los diferentes mecanismos de fortalecimiento de los materiales, reforzando la relación estructura propiedades.

Tema III Sumario Mecanismos de fortalecimiento de los materiales. Tipos de mecanismos de fortalecimiento. Por deformación plástica en frio. Recristalización del material deformado. Fortalecimiento por reducción del tamaño de grano. Fortalecimiento por aleación (solución sólida), dispersión de partículas, transformación de fase. Bibliografía Básica : Callister, pp 154-184 Metalografía , Guliaev

Mecanismos de fortalecimiento de los materiales. Conferencia 5 Sumario Mecanismos de fortalecimiento de los materiales. Tipos de mecanismos de fortalecimiento. Por deformación plástica en frio. Proceso de recristalización. Por reducción del tamaño de grano. Por aleación (solución sólida).

Fortalecimiento por deformación en frio

Fortalecimiento por deformación en frio

Comportamiento de diferentes metales 340 MPa 7 %

Aplicación El endurecimiento por deformación se combina bien con la mayoría de los procesos tecnológicos disminuyendo el costo general

Fortalecimiento por deformación en frío Afecta sensiblemente las propiedades plásticas Se combina bien con los procesos tecnológicos, sobre todo conformado de chapa y similares

Evolución posterior del material deformado (Recristalización) 3 seg. a 580°C 33% deformación

Evolución posterior del material deformado (Recristalización) 4 seg. a 580°C 8 seg. a 580°C

Evolución posterior del material deformado (Recristalización) Propiedades

Evolución posterior del material deformado (Recristalización) 10 min. a 700°C 5 min. a 580°C

El cambio de las propiedades que se presentan en el material como resultado de la deformación plástica se puede revertir mediante un tratamiento térmico controlado, o sea se ablanda y recupera su ductilidad luego de calentarlo por encima de una temperatura dada ( Trecristalización) El tratamiento térmico que ablanda el metal trabajado en frío se denomina recocido y consta de tres etapas: Recuperación Recristalización Crecimiento de grano

Recuperación: Consiste en un movimiento creciente y de aniquilación de defectos puntuales y lineales(dislocaciones); así como el reordenamiento de estas últimas en configuraciones de menor energía cuando el metal es calentado por debajo de la Trecrist (Üresistencia Ûplasticidad) Recristalización: Es un proceso que ocurre por encima de la Trecrist y en donde se nuclean nuevos granos equiaxiales libres de deformación, en varios lugares de la estructura( límite de grano, puntos triples, planos de deslizamiento) Crecimiento del grano: Después que la recristalización es completada los granos libres de deformación continuarán su crecimiento si la muestra de metal es dejada a T > Trecrist continuamente.

Temperatura de recristalización: Convencionalmente es la temperatura aproximada a la que un material deformado en frío recristaliza completamente en una hora Entre la Trecrist y la Tf existe una relación que se expresa de la siguiente manera: Trecrist = k Tf Si en la deformación T > Trecrist deformacion plástica en caliente.

Efecto de la deformación sobre la T recrist Material: acero bajo C

Factores que afectan el proceso de recristalización Grado de deformación previa Temperatura de calentamiento Tiempo Composición química

Composición química: Una gran cantidad de impurezas insolubles pequeñas uniformemente distribuidas actúan como barreras al crecimiento de los granos; por lo tanto, favorecerán la obtención de una estructura de grano fino.

En resumen:

Fortalecimiento por disminución de tamaño de grano Los granos pequeños aumentan la extensión de la frontera de grano la cual es una barrera al movimiento de las dislocaciones

Fortalecimiento por disminución de tamaño de grano Los granos pequeños aumentan la extensión de la frontera de grano la cual es una barrera al movimiento de las dislocaciones Vc

Fortalecimiento por disminución de tamaño de grano Afecta poco las propiedades plásticas Se combina bien con los procesos tecnológicos (control de la solidificación)

Homogéneas : constituidas por un sola fase Solución Sólida Fortalecimiento por aleación Aleación: unión por fusión de dos o más elementos, metálicos en su mayoría. Tipos: Homogéneas : constituidas por un sola fase Solución Sólida Compuesto Químico Hetereogéneas : constituidas por varias fases Mezcla Mecánica

fase toda parte homogénea de un sistema que posee características químicas y físicas uniformes. metal puro compuesto químico solución sólida variedades alotrópicas

variedades alotrópicas metal puro Presente en la Tabla Periódica. Ts única compuesto químico Unión en proporciones fijas de dos o más elementos. Red diferente a los que la originan. Ts única solución sólida Unión de dos o más elementos. Uno mantiene su red cristalina y los otros se insertan o sustituyen posiciones . Rango de Ts. variedades alotrópicas Diferentes redes cristalinas del mismo elemento estables a determinadas temperaturas. Ts única

Fortalecimiento por aleación (solución sólida)

Fortalecimiento por aleación (solución sólida)

Evolución de las propiedades mecánicas

Fortalecimiento por aleación (solución sólida) Afecta las propiedades plásticas Se combina bien con los procesos tecnológicos (control de la composición)

Estudio individual Preparación del seminario