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INGERIA MËCAMICA CON P.ÄOAUDAö
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MUEVO LEON
FACULTAD DE INGENIERIA M E C A N I C A Y ELECTRICA
DIVISION DE ESTUDIOS DE POSTGRADO
NALISIS MICROESTRUCTURAL DE U N A
A L E A C I O N A l - S i DEL TIPO A319
POR
ANDRES F E R N A N D O RODRIGUEZ JASSO
T E S I S
EN O P C I O N A L G R A D O DE MAESTRO EN CIENCIAS DE LA
INGENIERIA MECANICA C O N ESPECIALIDAD
EN MATERIALES
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEON
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSTGRADO
ANÁLISIS MICROESTRUCTURAL DE UNA ALEACIÓN Al-Si DEL
TIPO A319
POR
ANDRÉS FERNANDO RODRÍGUEZ JASSO
T E S I S
EN OPCION AL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS DE LA
INGENIERÍA MECÁNICA CON ESPECIALIDAD EN MATERIALES
UN V E R S DAD A U T Ó N O M A DE N U E V O L E O N F A C U L T A D DE N G E N ER A M E C Á N CAY ELÉCTR CA
D V S ÓN DE E S T U D I O S DE P O R T G R A D O
Los m embros de com té d e Tes s recomendamos que la Tes s "Análisis Microestructural de una Aleación Al-Si del tipo A 3 1 9 " rea izada por e ng Andrés Fernando Rodr guez Jasso sea aceptada para su defensa como o p c ó n a grado d e Maestro en Cieno as de a ngen er a Mecán ca con Espec a dad en Mater a es
E C m té de Tes s
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s
Aseso
D v s n d e Estud os de Postgrado
ÍNDICE
Página R e s u m e n
Capitulo 1 Introducción 1
Capitulo 2.Solidificactón 7
2 1 Introduce ón 7
¿2 Mecan smos d e nuc eac ón 7
2 2 1 Nucleac ón homogénea 8 2 2 2 Nuc eac ón heterogénea 11
2 2 2 1 N u c e a c ó n secundana
2 2 3 S o b r e e n f r a m e n t o 14 2 2 4 R e c a e s c e n c a 16 2 2 5 Proceso de fragmentac ón de os cr sta es 17
2 3 S d fica ón de meta es puros 17
2 3 1 D str buc ón de temperaturas en a ntercara de so d ficac ón 18 2 3 1 1 Morfo og a de a ntercara con grad ente pos t v o 19 2 3 1 2 Morfo og a de a ntercara con grad ente negat vo 20
2 3 1 2 1 Cree m ento dendr t ca en mater a es puros 21
2 4 S d ficac ón en a eac ones 22 2 4 1 Cree m ento dendr t c o en a eac ones 23
2 4 2 So d ftcac ón de m e z c as eutéct cas 25
2 5 S d f c a n e n a a e a c ó n A319 27 2 5 1 R e f m a m ent de grano 27
2 5 1 1 Refinamiento por enfnamiento rSp do med ante temp aderas 27 2 5 1 2 R e f i n a m e n t o qu m e o de tamaño de grano med a " t e agentes
2 5 2 Mod ficac ón de eutéct c o A S 29 2 5 2 1 Mod ficac ón qu m ca de eutéctico 31
2 5 3 Fases r e a s en Fe 32 2 5 3 1 S s t e m a A - F e Mn-S 33
2 5 3 2 Fases A FeS y A Mn Fe S 35
Capitulo 3. Procedimiento Experimental 36
3 1 O b t e n c ó n de muestras 36
3 1 1 Aná s s q u m e o 36
3 1 2 Ve oc dades d e so d ficac ón 37 3 1 3 Reg stro de as curvas d e so d fica ón 38
3 1 4 Corte d e as muestras 38
3 2 Tratam entos térmicos 39 3 2 1 Tratam ento térm c o de so ub izado 39
3 2 2 Tratam ento térm co T7 S breenve ec do 40 3 3 Preparac ón meta ográfica y aná s s m croestructura 40
3 3 1 Aná s s m croestructura 40 3 3 1 1 E s p a c o nterdendr t c o secundar o 42
3 3 1 2 Tamaflo de grano 42 3 3 1 3 M d f c a c ó n de eutéct co A S 43
3 3 1 4 Aná s s de fases r a s en Fe 43 3 3 1 5 Aná s s d e fases r cas en Cu 44 3 3 2 M croscop a e ectr n c a d e b a r r d o MEB 44
Capitulo 4. Resultados y Discusión 46
4 1 Espa a m e n t nterdendr t secundar o 46
4 2 Ref n a m ento de grano 47 4 2 1 Muestras con ba as ve oc dades de so d ficac ón 47
4 2 1 1 Efecto de conten do de T 47 4 2 1 2 Efecto de conten do de Fe 47 4 2 1 3 Efecto de c nten do de Sr 47 4 2 2 Muestras con a tas ve oc dades de so d ficac ón 48
4 2 2 1 Efecto de conten do de T 48 4 2 2 2 Efecto de conten do de Fe 49 4 2 2 3 Efecto d e contenido de Sr 49
4 4 Aná s s de fases ncas en Fe 50 4 4 1 Muestras con ba a s ve oc dades de so d ficac ón 51
4 4 1 1 Efecto de conten do de Fe 52 4 4 1 2 Efecto de conten do de T 54 4 4 1 3 Efecto de conten do de Sr 54 4 4 2 Muestras con a tas ve oc dades de so d f cac ón 55
4 4 2 1 Efecto de conten do de Fe 55 4 4 2 2 Efecto de conten do de T 58 4 4 2 3 Efecto de conten do de Sr 58
4 5 Aná s s de fases ncas en C u 58 4 5 1 Muestras con bajas ve oc dades d e so d ficación 59
4 5 1 1 Muestras en a cond c ó n de v a c a d o 61 4 5 1 2 Efecto de los tratam entos térm eos de so ub izado 62
4 5 2 Muestras con a tas ve oc dades de so d f cac ón 6 3 4 5 2 1 Muestras en a cond c ón de vaciado 66 4 5 2 2 Efecto de os tratam entos térm eos d e so ub izado 66
Capitulo 5. Conclusiones y R e c o m e n d a c i o n e s 6 8
5 1 C nc us ones 6 8 5 2 Recomendac ones 69
Referencias 70
Lista de Tablas 73
Lista de Figuras 75
Apéndice A. Macrofotografias de tamaño de grano 79 A 1 Ma f tografias de muestras so d ficadas en m o d e s de arena 79
A 2 Macr f tografias de muestras so d ficadas en mo de metá co 82
Apéndice 6 Efecto del Ti, Fe y Sr en el tamaño de grano 85
A p é n d i c e C. Fotomicrografías, imágenes y espectros de las fase a y 3 analizadas
q u í m i c a m e n t e 89
C 1 Muestras so d ficadas en mo des de arena y bajo conten do de Fe 90 C 2 Muestras s o d ficadas en mo des de arena y a to conten do de Fe 92
3 Muestras so d ficadas en m o des metà eos y ba o conten do de Fe 94 C 4 Muestras so d ficadas en m o des metá eos y a to contenido de Fe 95
A p é n d i c e O. Efecto de las condiciones de vaciado sobre los parámetros
microestructurales analizados en las fases ricas en Fe 97
Apéndice E Fotomicrografías de fases ricas en Fe 100
E 1 F t m rograf a s de muestras so d ficadas en mo des de arena 100 E 2 F t m rograf as de muestras so d ficadas en molde metà co 103
Apéndice F. Efecto del Fe, Ti y Sr sobre los parámetros microestructurales
analtzados de las fases ricas e n Fe 106
F 1 Muestras so d ficadas en moldes de arena 107 F 2 Muestras s d ficadas en mo des metà eos 112
A p é n d i c e G Fotomicrografías, imágenes y espectros de las fase ricas en C u
analizadas químicamente 117
1 Muestras s d ficadas en mo des de arena y bajo conten do de Fe 118 G 2 Muestras so d ficadas en mo des de arena y a to conten do de Fe 119 G 3 Muestras so d f cadas en m des metá o s y bajo conten do d e Fe 120 G 4 Mué tras s d ficadas en mo des metá eos y a to conten do de Fe 121
Apéndice H Efecto de las condiciones de vaciado sobre los parámetros microestructurales analizados en las fases ricas en Cu para las
muestras en la condición de vaciado 122
A p é n d i c e I. Cambios microestructurales provocados por las diferentes temperaturas de solución sobre las fases ncas en C u segregadas
bajo las distintas condiciones de solidificación 125
A p é n d i c e J. Fotomicrografías de las fases ricas en C u de las muestras en
condición de vaciado 140
J 1 F t o m orografías de muestras so d f cadas en m o des de arena 140 J 2 F t o m orografías de muestras so d ficadas en m o de metá co 143
Apéndice K. Fotomicrografías de las fases ricas en Cu de las muestras
solubilizadas a 460eC 146
K 1 F t o m orografías de muestras so d ficadas en mo des de arena 146 K 2 F t o m orografías de muestras so d f cadas en molde metá ico 149
A p é n d i c e L. Fotomicrografías de las fases ricas en Cu de las muestras
solubilizadas a 480°C 152
L 1 F t m rografias de muestras so dificadas en mo des de arena 152 L 2 F t m rografias de muestras so d ficadas en m o de metá co 155
A p é n d i c e M. Fotomicrografías de las fases ricas en C u de las muestras
solubilizadas a 500°C 158
RESUMEN
E presente traba o se rea z ó con e pr mer objet v o de estud ar os efectos obtenidos en parámetros m croestructura es como son as fases ncas en Fe y el tamaño d e grano cuando el nten d de Fe se reduce en una a eac ón de a umin o d e t po A319 d e su conten do hab tua de 6 7 a 0 3 en muestras so d ficadas a dos ve ocidad d ferentes y hab e n d o agregado
n t e n d s a t s y ba s de T y Sr E segundo objet vo es cuantficar os c a m b o s m roestru tura es s u f r d s por as fases r e a s en C u en las muestras antes m e n c o n a d a s antes y después de ser so ub z a d a s a d st ntas temperaturas
Se o b t u v e r o n muestras de meta en condiciones de p a n t a en las que se vanó la mpos n qu m c a para dos ve ocidad de so d ñcación distintas la pr mera de e las fue bten da m e d a n t e e uso de m o d e s de arena y la segunda mediante un molde metá ico Las muestras obten das fueron cortadas obten éndose 4 espec menes uno para anal zar la nd n de va ado y cada una de as tres restantes fue somet da a un tratam entos térm eos de s ub zad a d ferente temperatura 460 480 y 500 C por un periodo de 6 horas tras un e n f r a m e n t o r á p d en agua a temperatura a m b e n t e as muestras fueron s o b r e e n v e j e e d a s a 24 C por un per odo de 3 hrs
Las muestras fueron preparadas meta ográficamente para ser estud adas ba o m r p a p t e a y aná s s de magen d cho traba o se rea izó a 200 aumentos en as m e t as so d f c a d a s en m des de arena y a 8 0 aumentos en as muestras v a c a d a s en e m de meta La cant dad de campos ana izados depend ó de parámetro estud ado 200 para a fases r e a s en Fe y 50 para as fases ncas en Cu Los r e s u t a d o s d e tamaño de grano f er n bten d s med ante e método de n t e r c e p c ó n d e nea en un ana izador de m á g e n e s
t a m b é n que a d s m n u c ó n d e tamaño va acompañada de la desapañe ón d e los granos co umnares en as muestras so d ficadas en mo de metá co con bajo conten do de Ti
Se encontró que e aumento en a ve oc dad de so d ficac ón d s m m u y e apreciab emente e área y a ong tud de as fases ncas en Fe o que aumenta a e s f e r e d a d de a s partículas ad n a m e n t e se bservó t a m b é n una d s m n u c ó n s e n s b l e en el área tota d e fases dete tada
E área de as p a r t c u a s r e a s en Fe aumentó a doble en as muestras so id ficadas entamente con a to conten do de Fe a formarse en su mayor parte fases a d e menor long tud
que hizo que a e s f e r e d a d aumentara Por su parte as muestras de bajo conten do de Fe presentar n fases con área menor pero con mayor ong tud lo que d sminuyó la esfencidad de as fases
Se encontró que a d s m nuir el conten do de Fe en las muestras de a to conten do d e Ti s d f c a d a s en m o d e metá o e área y a ong tud de a s p a r t i c u a s r e a s en Fe t e n d e a d m n u r En as muestras de b a o contenido d e T se presentó una d s m n u c i ó n apenas pe ept b e de área de as fases m entras que a long tud no presentó camb os lo que dio c o m o resu tad una gera d sm nuc ón de a esfer cidad Lo que perm te concluir os efectos del Fe y el
a estas a tas ve oc dades de so o ficac ón sobre a m croestructura de as muestras
CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN
E uso de a um n o y sus a eac ones hasta med ados del s glo XX se im tó pr n pa mente a a produce n de artefactos d e c o r a t v o s y utens os de coc na La e x p a n s ó n e n m a produ t de a postguerra en os años 50 s h z o crecer en gran med da a n d u s t r a de a u m n mas tarde en os 70 s a cris S de p e t r ó e o m o t v ó e desarrol o de nuevas te n og as e n o m z a d o r a s de combust b e En a n d u s t r a d e transporte aumentó
tab emente e uso de a eac ones de a um n o d e b d o a que la combinación de bajo peso y buenas pr p edades m e c á n c a s y t é r m c a s h eron de estos materia es a mejor o p c ó n para la
ust tu n de tr s mater a es más pesados como e h erro y e acero
Es en est s art s en os que se da un amp o desarro o de as a eac ones de a u m n o en a noustr a aérea y aut m tr z Se destacan as a eac ones de t p o a u m n o s c o a u m n o
-bre a u m n magnes a u m n o s c o m a g n e s o y as a um n o s c o - c o b r e e n a p r o d u c c ó n de m n b o q u e s de c m b u s t ó n nterna cabezas de e n f n a m e n t o de c ndros c a m s a s para mot re y p t nes para motores d ese
La materia pnma tan heterogénea que se t e ñ e para a p r o d u c e ó n d e a a l e a c ó n 319 provoca que aumente e conten do de d st ntos e ementos cons derados mpurezas entre los que destacan e h e r r ó m a n g a n e s o cromo m a g n e s o y z nc De estos e e m e n t o s e q u e t e ñ e may r n f l u e n c a n e g a t v a en as p r o p e d a d e s m e c á n c a s es e h e r r ó e cua a prec p tarse junto con otros e e m e n t o s en forma de fases frág es d s m n u y e a e o n g a c ó n y la r e s s t e n c i a a la t e n s ó n de materia a f u n c o n a r como concentradores de esfuerzos Estas fases nfluyen t a m b é n en otros p r o b e m a s como a porosidad por rechupes4
Un e e m p o de o a n t e r o r lo expone Otte* a encontrar en su trabajo que e incremento de conten do de Fe de 0 1 a 1 0 o en a eac ones de t po 380 provoca que la porosidad aumente un 30 é re ac onó e aumento en a poros dad a pos b es camb os en a secuencia de so d f eac ón de as d st ntas fases presentes en a a eac ón
La prec p t a c ó n de fases r e a s en Fe aun a bajas c o n c e n t r a c o n e s se hace posible por a b a a s o u b dad que presenta este elemento dentro de a l u m n o s e n d o ésta de 0 05 o a 66 C y este va or sé reduce conforme d sm nuye la temperatura o se encuentra en presencia de tr s e e m e n t s con os cua es pueda formar compuestos c o m o e S Mn C u y Cr1 Otro
fa t r que uega un pape muy importante para a p r e c p t a c ó n de fases ncas en Fe es la a t a segrega n que se da durante el proceso de s o d f c a c ó n d e n d r t i c a de a a e a c ó n esta segrega n p e r m t e a a c u m u a c ó n de grandes c a n t d a d e s de so uto o que p e r m t e la f rma n de fases r e a s en Fe extremadamente frág es con d i s t n t a s estructuras y m o r f o o g i a s Las fases que se presentan durante la so d f i c a c ó n de una a e a c ó n del t p o 319 se presentan en a Tab a 1 1
den de Reacc n Temperatura sugenda
ea n C)
1 esarr de a red dendr t ca de A pr mar 609 2a L *A • A 1 5 MnFe 3S2 590
2b L -.A • A sFeS • A 15 MnFe 3S 2 590 3 L -»A • S • A5F e S 575
A L -»A » A 2 u • S • A sFeS 525
5 L »A • A 2 u • S • A 5Mgg u2Stg 507
Dentro d e esta a eac ón as dos fases ncas en Fe que se presentan más frecuentemente son a La fase p-A FeS que presenta una morfo og a d e hojuelas ( a cua se observa m o r f o ó g camente en dos d m e n s o n e s c o m o agujas con una estructura m o n o c l n c a Figura
1 1 a b La fase i - A M n F e S , que presenta una m o r f o o g a más compacta esentura china n una estructura cub ca F g u r a l 1b no obstante que esta estructura es más dura n o t e n e deb d a su forma a m sma tendenc a a in ciar fracturas c o m o a estructura p A FeSi
Figura 1.1. M o r f o o g as comunes de as fases ricas en h e r r ó a estructura [ -Al FeSi b estru tura A M n F e S
E n t e n d o de Fe en a a e a c ó n tiene gran mportancia ya que a aumentar éste el porcenta e de as fases r cas en Fe t ende a a u m e n t a r se ha reportado en traba os c o m o el de Gu tafss n que a aumentar e nien d de Fe a ong tud de a fase [ aumenta as c o m o la g tud de s brazos de a fase x este a a r g a m e n t o va en detnmento de as prop edades mecán cas P r su parte Mackay encontró que a aumentar e conten do de Fe a temperatura de f rma n de a fase A FeS en a e a c o n e s A S con b a o conten do de Mn t e n d e a
n rementarse
L s e e m e n t s de a e a c ó n t a m b é n uega un pape mportante en a m c r o e s t r u c t u r a y por ende en as pr p e d a d e s de a a e a n ya que c e r t o s e e m e n t s como e Cr M o Co y s bre 'od e Mn t e n e n gran n f l u e n c a s bre a m o r f o o g a resu tante de as fases r e a s en Fe ha end pred m nante a f rmacOn de a fase i - A MnFe S por ta razón es común en ntrar que en a s fund c ones se trate de mantener una re ac ón de 2 1 o mayores entre Fe y
M s e m p r e y ru a n d O e contenido m n m o de Mn sea supenor a 0 4
T a m b é n se han encontrado en otras n v e s t g a c o n e s c o m o a que Samue 8 1 evó a
cabo en a e a c o n e s de t p o 319 con bajo conten do de Mn que la p r e s e n c a de Mg t e n d e a transformar as agu as [ -A FeS a fases A , M g FeS que t ene forma de esentura china y que la p r e s e n c a de Sr t e n d e a d so ver la fase p-A FeS en la matnz de a u m n o sin una transformac ón a a guna otra fase encontrando este n v e s t g a d o r que 1 2 o de Mg tiene un efecto s m a r a de a c o m b nac ón de 0 5 de Mg • 0 03 de Sr tamb én encontró que el Sr no fav rece a nuc eac ón de as fases a A MnFe S en forma de odos o de estre a
Shabestar encontró tamb én que para as a eac ones d e t po 413 e n v e ópt m o de Sr para m d f c a r as fases r e a s en Fe es de 0 040 06 r e d u c e n d o e tamaño de las fases a -A M n F e S hasta en un 45 y fragmentando as agujas de p -A FeS reduciendo d e esta manera a ong tud promedio de estas fases hasta en un 50 Este n v e s t g a d o r encontró t a m b é n que e efecto de Sr se ve n v e r t d o a b a a s v e o e d a d e s de so d f i c a c ó n p r o p i c a n d o una ag merac ón y a a r g a m ento de as fases r cas en Fe
m se acaba de m e n c o n a r a e n é t e a uega un pape muy mportante ya que al v a r a r a ve dad de so d f c a c ó n se presentarán c a m b o s en as temperaturas de nucleación as m en a m o r f o o g a de as d s t n t a s fases Por e j e m p o a aumentar a v e o e d a d de
d f e a ón a fase i - A MnFe S t e n d e a crecer más fác mente que a fase [ -Al FeSi en as a ea nes de a t o conten do de Mn 4 Ba erud r e a c o n a este fenómeno con a fac idad
que t ene a fase cub ca i para crecer en comparac ón con a fase monoc n ca p
P r e contrar o Anantha encontró en sus estud os que e d o m n o en a cnsta z a c ón de a fase en a e a c o n e s con Mn s ó o se presenta a b a a s y moderadas v e o e d a d e s de s d f ca ón y que a a tas ve oc dades se encuentra a presenc a de ambas fases i y (
A este respe t Gustafsson en ontró en sus e s l u d o s de a e a c o n e s A S Mg que a aumentar a ve dad de s d ficac ón a ong tud de as ho ue as de A FeS d s m nuye a gua q e s brazos de a fase A MnFe S escr tura ch na
G a u t h e n en sus e s t u d o s sobre t r a t a m e n t o s t é r m c o s de a e a c o n e s d e t p o 3 1 9 2 encontró que d e b d a a p r e s e n c a de fases A Cu de bajo punto de fusión 515 a 540 C las temperaturas de so u ón se deben mantener dentro de un nterva o muy estrecho T a m b én en ntró que e me r t r a t a m e n t o de s o u c ó n era de 8 hrs a 515 C ya que a mayores temperaturas a f u s ó n p a r c a de as Fases A Cu provocan a apanción de poros dad por rechupes después de t e m p e Un t r a t a m e n t o t é r m c o de s o u b zado a t e r n a t v o propuesto por este autor es ca entar por un orto per odo de t e m p o a 540 C para as esfero d zar las partículas de S y d so ver una parte s gn f c a l v a de C u segu do esto de un ento enfr a m ento hasta 515 C durante e cua as fases A Cu so d ficarán de a manera usua para f i n a m e n t e templar en agua Este proces presenta me res prop edades que as obtenidas med ante tratamientos a ba as temperaturas durante argos per od s de t empo
P r o anter or e pr mer ob et vo de este trabajo es estud ar los efectos rn t e tructura es comb nad s que tendr an e redu r e conten do de Fe en la a e a c ó n 319 de
u nten d h a b t u a de 0 6 0 7 a 0 3 con c a m b o s en a v e o c d a d de so d ficación y amb s en a mpos c n q u m c a S r y T E segundo o b etivo es cuant f car os cambios m roestr c t u r a e s s u f r d o s por as fases r e a s en Cu de as muestras antes mencionadas sin tratam ent térm c o y después de ser so ub z a d a s a d st ntas temperaturas
Dentr de a metod og a segu da se obtuv eron muestras de meta en cond c ones de p anta en as que se var a compos c ón qu m ca para dos ve oc dad de so d ficac ón d stintas é tas fuer n bten das med ante e uso de dos t pos de mo des uno de arena y e otro metá ico Las muestras bten das fuer n rtadas y somet das a tratam entos térm eos de so ub z a d o por
n per od de 6 h ras en d hos tratam entos se var ó a temperatura 460 480 y 500 C tras un enfr a m e n ! r á p d en agua a temperatura amb ente as muestras fueron sobreenve ecidas a 24 por un per od de 3 hrs Las muestras fuer n preparadas meta ográficamente para ser e t d adas ba m rose p a pt ca y aná s s de magen con o que se pretende cuant ficar os c a m b s m roestru tura es s u f r d s por a a e a n ba as d st ntas c o n d c ones de v a c a d o
mpo nes y tratam ent s t é r m e s
Se p antea a h p ó t e s s de que e c a m b o en e conten do de Fe tenderá a favorecer a d n n de tamaño de as fases r e a s en Fe aunado a este efecto se espera una mayor d m nu n en a ng tud de estas part cu as en as muestras somet das a a tas v e oc dades de s d fica n Se espera t a m b é n que a c a n t d a d de f ac" s «cas en Cu A Cu a gua que su
CAPÍTULO 2
SOLIDIFICACIÓN
2.1. Introducción.
La may r parte de os mater a es t enen que pasar por un c a m b o d e fase durante algún pa en su proceso de f a b r c a ón Uno de las transformac ones más importantes es la t ans n de estado qu do al só do ya que todos los meta es tienen que sufrir esta tra sf rma ón para p o d e i convert rse en un ob eto ut a este proceso se le conoce c o m o
d f e a n
Durante e pr eso de s d f c a c ó n conforme d sm nuye a temperatura del qu do a energ a nterna de s át mos va s end cada vez menor y por o tanto as fuerzas de atracc ón
r g n a n e a g r u p a m ento de os átomos hasta que f na mente e q u d o se so d fica La may r a de s mater a es a s d f car exper mentan una contracc ón de vo u m e n lo que md ca
na separa n men r entre s át m s en e estado só do En este estado os átomos no permane en en repos s no que v bran a rededor de sus pos c ones de equ br o dando ugar a
a d po n ordenada de as estructuras r s t a ñas
2.2. Mecanismos de nucleación.
Aunq e en e estad q u d o s átomos no t e n e n una d stnbu n ordenada defin da p ede rnr que en un nstante ua Quera a g u n o s d e e s se agrupen ocupando p o s e ones muy s m a es a as que es corresponde en a red espa a que se forma a so d f car e qu do
Figura 2 1. Representa 6n esquemática de una estructura a crista na y b) de un qu d E área A B C D E presenta a m sma ordenac ón en e iqu do y en el c n s t a l1 5
Estos c ng omerados atóm eos no son permanentes s no que se forman y destruyen r á p d a m e n t e su d u r a c ó n depende de a temperatura de m e d o y d e su t a m a ñ o de tal modo que cuant mayor es a temperatura mayor es a energ a cinética de los átomos y más corta la v d a de os grup s Los cong omerados pequeños son muy n e s t a b e s porque están formados por un numer pequeño de átomos y a pérd da de uno de e os puede o c a s o n a r su destru n A med d a que d sm nuye a temperatura de qu do os átomos p erden libertad de m v m ent o que da ugar a un aumento de la v da de cong omerado coex st endo al m smo t e m p un umero mayor de e os este aumento en a v da de cong o m e r a d o está a c o m p a ñ a d o de un aument gradúa de su tamaño si esta part cu a a canza un tamaño c r l t c o será
ns derada un nuc eo a parí r de cua crecerán os cr sta es metál eos
Ex sten d s t pos de procesos de nuc eac ón
3 N ea n h mogénea En este proceso a nueva fase só da se forma u n f o r m e m e n t e en tod e v umen de a fase qu da madre
b N ea n heterogénea En este proceso a nueva fase só da no se forma en toda la fase madre s no que busca s t os preferen a es para so d f car
2 2 1 Nucleación h o m o g é n e a .
S se ns dera e proces de so d fícac ón dentro de a teor a c ás ca de a nuc eac ón de V mer y W e b e r 6 se p o d r a c o n s d e r a r s ó o e c a m b o de energ a bre durante a
so d ftca n
g
donde \ GV es a energ a bre de vo u m e n G es a energ a bre de só do y G es a energ a
bre d e qu do en esta ecuac ón e cambio d e a energ a bre de v o u m e n durante la s i d f c a ón se v u e v e negativo ya que a energ a bre d e só do e s menor a a d e l i q u d o nf rme d s m n u y e a temperatura a p a r t r d e punto de t u s ó n Esto se puede observar e n la F gura 2 2 en a que se gráfica a energ a bre de vo umen c o m o una f u n c ó n de a temperatura en a m b a s fases A a temperatura d e so d ficac ón a m b a s fases d e b e n tener a m s m a energ a bre ya que están en e q u br termod n á m co a esta temperatura Supóngase q u e e quido se enf a por d e b a de su temperatura de fus ón s n s d f car a este nterva o de temperatura se
e ama sobreenfr a m ent
T Temperatura
Figura 2 2. Dependenc a de a temperatura en a energ a bre de vo u m e n de as fases da y qu da
e n s d e r a r a pr mer a nu e a c ó n homogénea En este aso e só do e m p e z a a I m a s e m eg nes muy pequeñas a través de v o u m e n de q u d o Estas pequeñas parí as se amarán nu e s y se cons derará que t e n e n forma e s f é r c a C u a n d o estos n e s se f rrnan pr mero son muy pequeñ s probab emente d e orden de 10 A en d ámetro P r n g ente su re a n superfi e a vo umen es muy a ta C mo habrá una energ a bre a ada n a f rma n de a superfi e d e n u c e o esta energ a superfi a actuará c o m o una barrera para a f rma n de n ú c e o s pequeños Para tomar en cuenta este efecto s u p e r f i c a se e r be e c a m b de energ a bre para f rmar un nu eo c o m o
\G 4 r \ G . • 4tr
d nde a energ a bre s u p e r f i c a se ha tomado s m p e m e n t e c o m o a t e n s ó n s u p e r f i c a Lo a n t e r o r es correct en mater a es puros pero ntroduce un pequeño error en a s a e a c o n e s el cua n se c o n s d e r a r á \ G y es e c a m b o de energ a b e de v o u m e n definido en a F gura 2 2 Los dos térm nos de a e c u a c ó n [2 2] se g r a f c a n en a F g u r a 2 3 mostrando el térm no energ a bre de vo umen n e g a t v o que hace que se rea ce e proceso y e térm no energ a I bre superfi a p o s t v o que o nh be y se ve que e c a m b o de energ a bre total e s máxima en r* La F g u r a 2 3 da e c a m b o d e energ a bre tota para un proceso en el que un n u m e r o n de át m s de q u d o se c o m b n a n entre s para dar un só do de tamaño r Se supone que el pr eso de nu e a c ó n rea no se presenta con este t p o de n u c e a c ó n a gran escala donde n át mos de q u d o se v u e v e n r e p e n t n a m e n t e só dos Se cree que e x s t e una d s t n b u c i ó n d e tamañ s de pequeños ag merados d e átom s en el q u d o en c u a q u e r t e m p o y estos ag merados se cons deran orno n u c e s p o t e n c a e s Debido a fluctuac ones térm cas dichos ag omerad s ganan y p e r d e n átomos cont nuamente E fenómeno d e n u c e a c i ó n se presenta
uando uno de estos ag omerados gana más át mos de os que p erde
Figura 2 3. Energ a bre de formac ón de un nuc eo como una tune ón d e su rad o
SO. [ 2 3 1
E c a m b o de energ a bre para f rmar un n u c e o d e tamaño c r t c o \ G * se encuentra s u b s t t u y e n d en a e c u a c ó n [ 2 2]
^ 1 6 t 2 [2 4]
La n u c e a ón es e r e s u t a d o de a f rma ón de n ú c e o s con un tamaño que los hace e s t a b e s para e re m ent de a nueva fase f rmánd se a p a r t r de pequeños a g o m e r a d o s at m s e n a matriz q u d a
2 2 2 Nucleaeión heterogénea.
Quedará ar de aná s s anter r que a razón para que no haya n u c e a c ó n nmed atamente después de a anzar a temperatura de transformac ón es a barrera presentada por s r e q u e r m e n t s de energ a b r e s u p e r f c a de os n ú c e o s Por consiguiente
s s s t e m a s f s c s que sufren t r a n s f o r m a c o n e s d e fase ntentan reduc r esta barrera de energ a bre superf a a hacer que a nuc eac ón se presente sobre una ntercara preex stente
paredes de m d e y part u as suspend das en el meta qu do De esta forma a ntercara preex stente se borra y ent nces e c a m b o neto de energ a b r e s u p e r f i c a puede reduc rse un poc E te pr eso se ustra n s d e r a n d a formac 6 r de una nueva fase fuera de a fase en a pared d e r e c p e n t e La F gura 2 4a muestra a nueva fase formándose c o m o un ca quete esfér s bre a pared es dec r a fase es una p o r c ó n de a esfera que t e ñ e rad o r na v sta super r de a F g u r a 2 4a m o s t r a r a a fase p c o m o un c rcu o con radio pr yectad R Pa a btener e comb o d e energ a b r e s u p e r f i c a p r o d u c d o p o r a formac ón de e ta fase se t m a a energ a bre superf c a gua a a tens ón superf c a y se t ene
G sup |A A „ „ A „ „ [2 5]
d nde A es e área de a ntercara y A , es e área de a ntercara w Nótese que se debe resta a energ a bre superfi a de a nterfase i w que fue borrada uando se formó a fase y e área de esta nterfase w borrada es exactamente A , Para prosegu r se
[2 6]
Figura 2.4. a Geometr a de casquete e s t é r e o b D agrama de tens ón s u p e r f c a l en el borde de casquete
Sea S eos y hac e n d o A ^ tR se obt ene a comb nar las ecuaciones 2 5 y 2 6
\ G s u p t A -tRJ( S) (2 7]
La exprés ón para e c a m b o tota de energ a bre en a f o r m a c ó n de n u c e o del casq ete esfér o se escr be c o m o
\ \G(v umen • \Gisup '
V \G • (A [2 8]
Para amp ar esta ecua ón se n e c e s t a n as expres ones s g u entes d e vo u m e n y e área de a superfi e de casquete esfér o
A 2-tr2 [1 S (2 9)
R r sen
SG - r3 2 3 3 \ G , . ¡ 2 i r2 1 S) v2 sen2 fe). (2 10)
C m o s e n o es 1 S2 por á g e b r a s e bt e n e
\G 4t \ G , * 4-rr2 2 3 S . S [ 2
3 4 1 '
C m p a r a n d este resu tado c o n a e c u a c ó n [2 2] s e v e q u e a u n c a d f e r e n c i a es e t é r m n e n t r e c r c h e t e s de ado d e r e c h o Para o b t e n e r e v a o r c r t c o de r* s e d e r i v a y en f rma s m ar a s resu t a d o s de a e c u a n [2 2] se obt e n e
1 2 1 2 1
m p a r a n d o este r e s u t a d o c o n a e c u a c ón [2 3] s e v e q u e e rad o de c u r v a t u r a d e a ub erta esfér c a e s dént co a rad o de a e s f e r a q u e s e o b t e n d r a por nuc eac n h o m o g é n e a Ent n es c m p a r a n d o las e c u a c o n e s (2 2] y [2 11] resu ta ev d e n t e q u e e \ G * para la nu ea n heter g é n e a será dént c o a de a n u c e a ón h o m o g é n e a ex e p t o por e t é r m no de
r hetes q u e m p c a S de a e c u a c ón (2 11]
• hetl \ G * l h m i 2 3 S*S [2 13]
4
e t é r m n entre c r hetes var a d e s d e 0 hasta 1 c o n f o r m e e á n g u o d h e d r a d e a F gura 2 4 b var a d e s d e 0 hasta 180 D e s d e uego \ G * het < \ G * h o m o c u a d e m u e s t r a q u e p a r a a n ea n h e t e r o g é n e a se requ ere m e n r e n e r g a y por c o n s g u e n t e se presenta c o n m a y o r fa dad Este resu tad p u e d e verse t a m b é n s se bserva q u e
2
R* sen r* sen (2 14] \ G „
C a n d d s m n u y e e v a or de R* s e r e d u c e t a m b én lo c u a nd c a q u e e v o u m e n de n u eo hete o g é n e o s e h a r á m á s y m á s p e q u e ñ o y por o t a n t o requerirá c a d a v e z m e n o s át m s para s f r m a c ó n E n 0 e v u m e n * a c e c e r o de ta m a n e r a q u e se e s p e r a q u e
2 2.2.1. Nucleación secundaria.
Durante e proceso de n u c e a c ó n pueden crecer nuevos c n s t a e s después de que los cr sta es pr mar os se han formado y están en su proceso de crec m ento esto se debe a que en a nterfase só do q u d o e cnsta crece a una temperatura T menor a a temperatura de equ b r o T. por o que s e meta qu do cercano a as nterfases es s o b r e e n f r a d o hasta T y si esta temperatura es menor a a temperatura de nuc eac ón h o m o g é n e a de qu d o se produc rá a n u c e a c ó n de nuevos c n s t a e s y s esta temperatura es mayor a la temperatura de n u c e a c ó n h o m o g é n e a se presentará e crec m e n t ó de c r s t a e s c o u m n a r e s en e m o d e
F gura 2 5
a b
Figura 2.5. En a se muestra una estructura c r s t a na s n nu e a c ó n n t e r o r en b a estructura presenta nu ea ón nteno^1
2 2.3 Sobreenfriamiento.
En s punt s a n t e r o r e s se v que os meta es se s breenfr an d e b d o a que a forma n d e a s u p e r f i c e de n u c e o a tua c o m o una barrera para a n u c e a c ó n Cuanto mayor es e s breenfr a m e n t m a y o r e s a energ a bre sG, d spon b e para forzar a t r a n s f o r m a c ó n según puede verse g r á f c a m e n t e en a F gura 2 2 A a temperatura de so d f e a ón \ G , es exa tamente ero as que se t e ñ e
Gv t [2 15]
donde e sub nd ce s se reí ere a a temperatura de so d f cac On $ as capac dades ca or ñcas de meta qu do y de só do son gua es \ CP = 0 entonces a e la termod n á m e a se sabe q j e
3 6 D e a q u que en una buena aprox mac 6n se pueda tomar \ H y AS c o m o constantes con respect a a temperatura c o m o \ H , y \ S ,
\ H T \ S [2 16]
mb nand as ecua nes [2 15] y (2 16] se t ene
\H M Ss M [2 17]
d nde \ T T T E ta es una ecua n muy mportante ya que da una buena aproximación de a cant dad d e energ a bre d sp n b e para ua qu er transformac ón de fase c o m o una func ón de grad d e s breenfr a m ento C o m b nand esta e c u a c ó n con a ecuac ón [2 3] s e o b t e n e l a dependen a de a temperatura de tamaño cr t co de n u c e o c o m o
2 « \S, M
[ 2 1 8 ]
a ua se gráfica en a F gura 2 6 Este resu tado demuestra que conforme aumenta el breenfr a m ento e tamañ de n u c e o cr t c o d sm nuye Cons gu entemente l a n u c e a c ó n s e na e más fá a ba as temperaturas deb do a que se requieren m e n o s át mos para que se f me un nu e estab e
Temperas ra
Figura 2 6 V a r a n de radio de tamaño c r t c o para a n u c e a c ó n con a temperatura
tomará como de un rad o r a cua qu er temperatura A med da que d s m nuye a temperatura el va or de r se ncrementará deb do a a reducc ón de a energ a térm ca La forma de esta curva dependerá de a estructura d e qu do pero cua t a t v a m e n t e d e b e aparecer como e n la F gura 2 7 La F g u r a 2 6 se ha superpuesto sobre esta g r á f c a de r y se puede ver q u e a temperaturas por deba o de T, - \ T „ es e sobreenfr a m e n t o r e q u e r d o para a n u c e a c ó n h m o g é n e a S e r a m p o s b e sobreenfr ar por debajo de deb do a que la estructura de
q u d o p r o p o r c o n a n ú c e o s mayores que r* bajo este grado de s o b r e e n f n a m e n t o Quedará c a r o que a temperatura de n u c e a c ó n homogénea dependerá de a estructura de quido Y p r su parte a nuc eac ón heterogénea para evarse a cabo más fác mente c o m o se mostró en e punt a n t e r o r requ ere d e un menor sobreenfr am ento
Figura 2.7. u s t r a c ó n d e a temperatura de n u c e a c ó n h o m o g é n e a en un punto en d nde e rad o r t c o e s gua a rad o ag omerado de tamaño c r t co
2 2.4. Recalescencia.
En a F gura 2 8 se observa en a curva de e n f r a m e n t o para un meta puro para que a s d f c a c n d e meta se n c e t e ñ e que s breenfrarse por debajo d e a temperatura de fus ón y a c a n z a r a temperatura de n u c e a c ó n Después de que ocurre a n u c e a c ó n a T - T , ^ a temperatura sube r á p d a m e n t e deb do a ca or atente desprend do durante a so d f c a c ó n A este proceso se e conoce c o m o reca esenc a S n embargo esta e evac ón de temperatura se d e t e n e abruptamente cuando se a canza a temperatura de punto de f u s ó n Tf Ya que no
p ede haber sobreca entam ento a temperatura s ó o se puede e e v a r por e n e m a de Tt s se
funde e só do r e c é n formado E c a o r atente por s m s m o es n s u f i c e n t e para causar esta fus ón y as a e eva ón de a temperatura se det ene en Tf
•o re tr
o
« « a e O) T empo
F i g u r a 2.8. C u r v a t p c a de enfr a m e n t o que ustra e sobreenfr a m e n t o y la reca e s e n a de u n m e t a pur
2 2 5. P r o c e s o d e f r a g m e n t a c i ó n de los cristales.
Durante a s d f c a ón de s m e t a e s es muy m u n q u e h a y a mov m e n t o s e n e m e t a q u d pr v o c a d s p r f l u tua nes de a t e m p e r a t u r a a o arg de a c a v d a d d e m o d e Estos m v m ent s p u e d e n dar ugar a d e s p r e n d m ento o f r a g m e n t a c ón de parte de os cr sta es ya ex stentes d a n d ugar a a f rma ó n de n u e v o s cr sta es e n e centr de m d e E s t e p r o c e s o s e p u e d e e v a r a a c a b o en d o s e t a p a s
1 F r a g m e n t a n p r m a r a Este p r o c e s o se e v a a c a b o c u a n d o as c rr e n t e s c o n v e c t v a s dentro d e m e t a q u d arrastran o r o m p e n a os r sta es e q u a x a e s q u e s e h a n f o r m a d o e r c a de a p a ed de m de y os arrastran hac a e c e n t r o a p e z a f o r m a d o una estructura e q u a x a a a arg de m de s est no s u e d e as s e o b t e n d r á u n a p e z a c o n c r s t a e s eq ax a es e n a p a r e d de m d e s e g u d o s de c r s t a e s c o u m n a r e s r e n t a d o s h a c a e
e tr de m o d e
2 F r a g m e n t a ó n s e c u n d a r a Este proceso s e p r e s e n t a c u a n d o se t e ñ e a f o r m a ó n de n j e v s cr sta es a part r de f r a g m e n t o s de cnsta es ya ex stentes por e j e m p b r a z o s de as d e n d r t a s p e d e n fund rse p a r c a m e n t e por fluct a c o n e s de t e m p e r a t u r a en e q u d o
undante y d e s p e n d e r s e de rest de a d e n d n t a m a d r e y f rmar n u e v o s r sta e s
2.3 Solidificación de metales puros.
Ya que se ha formad e n u c e o en e m a t e r a éste p r o s g u e con su fase de r e c m e n t ó en a cua os átomos de a m a t r z q u d a se unen a n u c e o e s t a b e en una zona c o n o c d a c o m o zona nterfas a F gura 2 9
z na nterfas a
Figura 2.9. Reacc nes at m e a s e n a n terca ra s d qu d 6
2 3 1 Distribución de temperaturas en la intercara de solidificación.
Es muy m p ríante e t po de nter ara s d qu d presente en e m a t e r a a que de ésta d e p e n d e e t p d e re m e n t que se presentará en a s d fica ón H a / dos t p o s de
nter ara a de grad ente pos t v y a de grad ente negat vo
Para fa tar a exp ca n de este t p de ncept s se t mará c o m o e e m p o a s d f a n de una barra de meta que so d f e a en as nd nes de flu de c a o r un d re na
1 ntercara de g r á d e n t e p o s t v En este caso a temperatura de qu d es may r a a de s d y en e perf de temperaturas se en uentra que a temperatura sube nforme se a e a de a pared de m de debe de ha erse n tar que en a ntercara de qu do se t e ñ e que s b r e e n f r a r hasta a temperatura de nuc ea n para que se ogre a s d f c a c ó n a e te s breenfr am ento se e noce m \ T * F gura 2 1 a
2 ntercara de grad ente negat v En este cas a temperatura de qu do es menor a a de s d y en e perf de temperaturas se encuentra que a temperatura m á x m a está en a
F i g u r a 2.10. a G r a d ente de t e m p e r a t u r a s pos t v para una ntercara só d o I qu d o b) g r a d e n t e de t e m p e r a t u r a negat v para una ntercara só d q u d
2 3.1.1. M o r f o l o g í a de la intercara c o n g r a d i e n t e positivo.
En este t po de ntercara se p u e d e n tener d s t pos de m rf og a a fa e t a d a y a no fa e t a d a p anar m se m u e s t r a n e n a F gura 2 11 a y b r e s p e t v a m e n t e
q d
2 n a . t W M + M t
nterfa a ^
terma T
Oe a uerdo a traba o d e Ja k s n se s a b e q u e ex ste una b u e n a c o r r e ac ó n e n t r e a entr p a de fus On \S« de un mater a y e h e c h o de q u e so d f q u e c o n una ntercara f a c e t a d a o c n u n a n f a c e t a d a T a b a 2 1 Otra m a n e r a sene a de saber s un m a t e n a so d f c a de una u tra m a n e r a es por su sobreenfr a m ento c n e t c y a q u e en s m a t e r a es c o n c r e c m e n t ó fa e t a d o se t e n e un sobreenfr a m ent de 1 -2 C y e n s q u e t e n e n crec m e n t o no f a c e t a d o e s b r e e n f r a m e n t es s o de 0 1-0 05 C Este sobreenfr a m ento p u e d e e x p c a r s e por a m a n e r a en q u e s át mos se u n e n a s do ya q u e e n a ntercara fa e t a d a se cree q u e crece a un r s e e s át m s e n f o r m a e s c a n a d a a arg de c a d a p a ñ o f a c e t a d o e n e c u a s ó o p u e d e a g r e g a r s e tro e s c a ón s e anter r ya re rr ó e e p a n F gura 2 11a por su parte e n
a nter ara n fa etada s át m s e unen fa m e n t e d e m a n e r a a eat r a a a s u p e r f i c e de s d F g u r a 2 11b
Malera es
Tod s s meta es reguare y a gun s gan $
em meta es y sem <Ju t es B b a e
a may a de n rga
A R M rt o g a s <2 n faceta
2 2 3 2 Faceta bserva as
5 * Fa ta b ervadas
Tabla 2.1. C r r e a n de a m rt og a de a ntercara n a entr p a de f u s ó n \ S , R n s t a n t e de s g a s e s 6
2 3 1.2. M o r f o l o g í a d e la intercara c o n g r a d i e n t e n e g a t i v o .
Pr mer s e ns derará e c a s de s mater a es q u e s o n n fa e t a d s en os c u a es d e a ue d a q u e s e m u é tra en a F g u r a 2 12a se t e ñ e un g r a n s b r e e n f r a m ento en e
q d a a s e a m a r a S S T T Se ha d e t e r m nado e x p e r m e n t a m e n t e q u e c u a n d o d dZ a ntercara s e v u e v e n e s t a b e y d e g e n e r a en una ntercara a r b ó r e a a m a d a dendr t a F g u r a 2 12b Para e c a s o en e q u e e s b r e e n f r a m e n t n es muy g r a n d e se f r m a n estru turas n t e r m e d as entre p a ñ a r e s y dendr t c a s me r n d a s m o c e u a r e s
S L
V . 2 na nterfacia dendr t ca
_ —secundaria L = T 0) t-pnmana 0 stan a Z • dendrita
a b
Figura 2.12. a S o b r e e n f r a m ento con un g r á d e n t e de temperatura n e g a t v o b m rf o g a d e n d r t a resu tante
2.3.1.2.1. Crecimiento d e n d n t i c o en materiales puros.
Es nteresante c n er s mecan sm s por s ua es es pos b e btener durante a so d f c a c ó n a a m a d a m rf og a dendr t e a En e cas en s meta es puros se debe p mord a mente a heterogene dades en a temperatura de qu d s b r e e n f r a d o q u e se encuentra en as n m e d ac nes d e frente d e s d f c a n
D e b d o a esta heter gene dad de temperaturas cada vez que un punt en e frente de s d f a c ó n se encuentre enfrente d e é n un punt de q u d o más s o b r e e n f r a d o que sus a reded res se produ rá un aumento en a ve dad de s d f e a n en esa área a cua trae m resu tado a formac n de una punta metá a Este rec m ent puntúa está ac mpaftado de de prend m e n t ó de una c e r t a c a n t d a d de ca r atente de f u s ó n e ua hace que e
qu d adya ente a a punta se ca ente un poc e m nando a pos b dad de que crezcan más puntas en a vec ndad P r que a fina de uantas se obt ene un frente de so d f cac ón con un numer f n t o de puntas d s t r b u d a s a n t e r v a o s r e g u a r e s de d stan a a estas puntas se es
o n c e c m s brazos pr mar s de as dendr tas F gura 2 13a
brazos primarios F g u r a 2 13c E crec m é r i t o de o s brazos d e n d r t c o s s g u e hasta donde a geometría o perm te segu do de un engrosam ento d e os brazos hasta un rse y formar un cristal cas h o m o g é n e o
a b a b
só do quido dirección del " " ^ c r e a m ento ntercara dendrtco generaUi
\_brazo o punta dendr t ca
(a b (c
Figura 2.13. a Representac ón e s q u e m á t c a del pnmer paso en el crecimiento d e n d r t i c o b Los brazos d e n d r t i c o s s e c u n d a r o s se forman porq le hay un descenso en el grad ente de temperatura en un punto ntermed o entre os brazos pnmanos c D agrama donde s e muestra la f o r m a c ó n de os brazos s e c u n d a r o s
2.4. Solidificación en aleaciones.
Durante la so d ficac ón de a eac ones a compos n resu tante a través d e só ido no es un forme o q u e se debe a un proceso d e red str buc n de s uto amado segregac ón Esto se puede observar en e diagrama de fases de a F gura 2 14 en e cua para una a eac ón de composic ón Xo conforme a temperatura d sm nuye a so d ficar a compos c ón de só ido a u m e n t a en su conten oo d e so uto
mpos n fracci na X
Norma mente e proceso de s e g r e g a c ó n a través de a p e z a v a c a d a depende de factores como la d f u s ó n en e q u d o cercano a a nterfase a c o n v e c c ó n en e q u d o y el grado de acumu ación d e so uto cerca d e a ntercara En a F gura 2 15 se ustra a nfluencia de cada uno d e estos factores en perf es de s e g r e g a c ó n de barras s o l d f i c a d a s un d recc ona mente
Figura 2.15. Perf es de so uto para barras so d f c a d a s desde e extremo i z q u e r d o a) S o d f c a c i ó n cerca d e e q u brío con d f u s ó n c o m p e t a en e só do y el l i q u d o b) So d ficación sin d fusión en e só do y c So d ficación con d fus ón m tada en el I quido y s n convección 1 1 6 2 0
2.4.1. C r e c i m i e n t o dendritico en aleaciones.
c •o
3 a c D O
c
O O
(o
T
b
5 2 ai
a
E Í T
Figura 2.16. La r e g ó n sombreada muestra e área sobreertfrada producida por la I £
a c u m u ac ón de s o uto en a so d f cae ón de una a ea n de grad ente pos t vo
2.4.2. S o l i d i f i c a c i ó n de m e z c l a s e u t é c t i c a s .
M u c h a s a e a c o n e s t e n e n s o u b d a d só da m t a d a e n t r e s u s e l e m e n t o s lo q u e trae c o m o c o n s e c u e n c a q u e d e n t r o d e c ertos nterva os d e c o m p o s c i o n e s se p r e s e n t e la r e a c c i ó n e u t é c t c a e n a c u a s e f o r m a n d o s fases só d a s a p a r t r de una fase q u i d a Es i m p o r t a n t e el e s t u d o de e s t a r e a c c ó n y a q u e as d o s a e a c o n e s m á s m p o r t a n t e s d e s d e el punto d e v s t a c o m e r c al so d f c a n c e r c a d e la c o m p o s c ón eutéct ca c o m o e h erro v a c i a d o y las a l e a c i o n e s Al-S A g u n o s e s q u e m a s de estructuras eutéct c a s se m u e s t r a n e n a F i g u r a 2 18
D recaón de c r e c i m i e n t o ^
Superficie supen r bre
nlenase só d qu d
Superficie superior libre D recaón de
ere mento
nlerfase só ido qu do
só d qu do s ó «jQ. q u i d o
c d
F i g u r a 2 . 1 8 . I u s t r a c ó n e s q u e m á t e a de v a r a s estructuras e u t é c t c a s a L a m n as b) V a r as c G o b u ar d A c c u a r * "
Hay tres c a t e g o r a s dentro d e as c u a es s e c a s f c a n as m c r o e s t r u c t u r a s de as fases eutéct c a s
1 R e g u a r Ex s t e n b á s c a m e n t e dos t p o s de m o e s t r u c t u r a s r e g u a r e s as a m n ar os y as
2 Regu ar-comp ejo En a m croestructura regu ar comp ejo se observan dos reg o n e s una c o n un patrón regu ar repet t v o y a otra con or entac ón a eator a
3 Irregu ar Esta estructura presenta esenc a mente or entac ón a eatoria d e as dos fases
En la T a b a 2 2 se puede observar que hay una buena corre a c ó n entre el t p o de m croestructura presente y e hecho de que as fases so d f quen formando intercaras facetadas o no facetadas
M r estructura M rf og a de crec m eni Ejemp s de fases eutect cas
1 Regu ar N facetada/n facetada Sn Pb Al Zn (2 Regular-comp ejo N facetada/facetada Al S Sn Bi (3 a) rregu ar N facetada/facetada Al S Fe C
b rregu ar Facetada/facetada
Tabla 2.2. Corre a c ó n entre a morf g a euté t e a y a t e n d e n c a las fases a
f a c e t a r s e '
La razón para la c o r r e a ón de a T a b a 2 2 es p r o b a b e m e n t e el d f e r e n t e s u b e n f r a m ento e n é t e o que hay entre os m a t e r a e s facetados y os no facetados Cuando a m b a s fases son no facetadas as puntas de cada fase están dentro d e casi 0 02 C d e a temperatura e u t é c t c a y a ntercara só do qu d genera es esenc a mente sotérmica y por lo tanto p anar c o m o se muestra en a F g u r a 2 19a S n embargo para e caso facetado-no facetado as puntas de a fase fa etada deben subenfnarse a rededor d e 1 ó 2 C en c o m p a r a c ó n con 0 02 C para a fase no fa etada Cons gu e n i e m e n t e as puntas d e a
ntercara facetada deben crecer a temperaturas de 1 a 2 C más fr as que as puntas de a fase no facetada Con un g r á d e n t e d e temperatura p s t v est s gn f e a que a fase facetada se rezagará geramente de a fase no facetada según se muestra en a F gura 2 19b A p a r e n t e m e n t e esta c o n f g u r a c ó n es nestab e y a fase no facetada der sobrepasa en cree m e n t ó a a fase facetada de una manera a e a t r a Esto hace que a fase facetada se ram f q u e donde emp eza a ser sobrepasada y esta ram f cac n conduce a as m croestructuras
so ido quido facetada quido
a b
F i g u r a 2.19. E perfi de ntercara para a e u t é c t c o s no f a c e t a d o - n o f a c e t a d o y b) e u t é c t i c o s no f a c e t a d o f a c e t a d o1 6
2.5. Solidificación en la aleación A319.
En e s t e p u n t o s e verá d e s d e un punto d e v sta m á s d e t a ado os factores q u e influyen e n e p r o c e s o de so id f c a c ó n d e una a e a c ón A Si y su re ac ó n c o r as p r o p e d a d e s f nales d e la a l e a c ón
2.5.1 R e f i n a m i e n t o d e g r a n o .
U n a de os p r n c p a e s benefic s q u e s e o b t e n e n a tener u n g r a n o f i n o en u n a pieza v a c i a d a y e n e s p e c a e n las a e a c o n e s A S e s a d s m nuc ón d e la t e n d e n c a del a g r e t a m i e n t o en c a ente y a m e ora e n a d s t r b u c n de a poros d a d a lo a r g o de las p i e z a s v a c a d a s e n c u a n t o a as prop e d a d e s m e c á n c a s se bserva u n a m e ora e n la resistencia a la t e n s ó n y a e o n g a c ó n pero en s e efecto de ref n a m ento de g r a n o es s e c u n d a r o ya q u e los f a c t o r e s pr nc pa es q u e m o d f c a n as pr p e d a d e s m e c á n c a s s o n a m o r f o og a de e u t é c t i c o y e e s p a c a m e n t o n t e r d e n d r t c o s e c u n d a r o U n o de os e f e c t o s a d v e r s o s de r e f i n a m e n t o de g r a n o es a d s m nuc ó n en a flu óez de m e t a q u do
Los d o s p r o c e s o s de u s o c o m e r c a m á s usad s para ref nar e t a m a ñ o de g r a n o son m e d a n t e enfr a m e n t o r á p d o con e uso de t e m p a d e r a s e n os m o d e s y e r e f i n a m ento q u m co m e d a n t e a g e n t e s nuc e a n t e s
2 . 5 . 1 . 1 . R e f i n a m i e n t o por e n f r i a m i e n t o r á p i d o m e d i a n t e t e m p l a d e r a s .
r e f i n a m e n t o t e ñ e u n a c e r t a p r o f u n d d a d h a c a e n t e r o r de a p e z a a cua d e p e n d e de a g e o m e t r a de a p e z a y de a c a p a c d a d de extracc ó n de c a or d e a t e m p a d e r a
A d e m á s de r e f n a m e n t o de g r a n o e e n f n a m e n t o r á p d o t e ñ e otros e f e c t o s e n la m c r o e s t r u c t u r a c o m o a m o d f c a c ó n p a r c a de a estructura e u t é c t c a la n f l u e n c a e n la red str b u c o n y m o r f o o g a de as fases n c a s en Fe q u e se m e n c o n ó en e c a p tu o a n t e n o r y el m á s m p o r t a n t e q u e es a d s m n u c ó n d e e s p a c a m e n t o n t e r d e n d r i t c o s e c u n d a r i o factor q u e m e ora n o t a b e m e n t e as p r o p e d a d e s m e c á n c a s
2.5.1.2. R e f i n a m i e n t o q u í m i c o del t a m a ñ o de g r a n o m e d i a n t e a g e n t e s n u c l e a n t e s .
Este t po de r e f n a m ento de g r a n o se o g r a m e d ante a a d c ó n de s u f c ente n u m e r o de part cu as q u e p u e d a n actuar c m o nuc e s act v o s para e p r o c e s o d e nuc e a c ó n h e t e r o g é n e a d s m n u y e n d o s e n s b e m e n t e a n e c e s dad d e un g r a n subenfr a m e n t o
Para esta a e a c ó n e t t a n o ha s d o ut z a d o d e s d e h a c e 5 0 a ñ o s c o m o r e f n a d o r de g r a n o c o m o s e m u e s t r a en e d a g r a m a b n a r o A T de a F g u r a 2 2 0 a se p r e s e n t a la p r e c p t a c ó n de c o m p u e s t o TiA a p a r t r de una n t e n d de t t a n o m a y o r a 0 2 Este c o m p u e s t o actúa c o m o un nu eo m e d ante a rea n per té t e a de a e c u a c ó n 2 19 a una t e m p e r a t u r a a p r o x m a d a de 6 6 5 C F gura 2 2 b
L q u d - T A • : so do |2 19]
L q d /
J
-q u d • T A
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A • TiA
(
L q u d + T A T A • A
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T ta e Pes a
O °
QFigura 2.20. a D a gr3 ~ d ae fases par a d e A T b Pro e s de nuc e a c ó n m e d ante
C o m o ya se m e n c o n ó a n t e r o r m e n t e a p r e c p t a c ó n de a fase T A sólo se da a a t a s concentrac ones de T y d e b d o a que este e emento es muy caro normalmente en las fund c ones se trata d e retinar con conten dos de entre 0 01 a 0 03 o de T por lo q u e e t tan o es a fiad do a bafio metá c o m e d a n t e s a e s de T o a e a c o n e s maestras A - T i en las que se observa deb do a su a to conten do d e t tan o a presenc a de fases T A 3 F gura 2 21a Es por
esto que a ntroduc r estas part cu as a baño de a um n o se vue ven nestables y luego de un corto t e m p o desaparecen gradúa mente d sm nuyendo su c a p a c d a d r e f n a d o r a Se ha d e s c u b e r t o r e c e n t e m e n t e que a ad ón de boro m e d a n t e a e a c o n e s maestras A l - T - B a u m e n t a e t e m p o de v d a de as part cu as refinadoras m e d a n t e un proceso que aun no es c o m p r e n d do F g u r a 2 21b
TJ OI E e fO OI « t O)
T 3
•C
E ra
Meta b a n KA)
T empo m ñutos
y fi i o» r
Figura 2.21. a M croestructura de una a e a c ó n maestra c o m e r c a d e A- T i b) Hab dad ref nadora d e d st ntas a ea ones maestras
2.5.2. Modificación del eutèctico Al-Si.
_p ano ma ado
,141
< 1 1 2 >
111
D recci n de s d f c a on P ano maclado
Figura 2.22. a Representac ón e s q u e m á t c a de crec miento de los c r s t a l e s d e Si b)
Representac ón esquemát ca de arreg a t ó m c c a través de plano m a c a d o1
La mod f cac ón de a estru tura d e eut-^ct co es e camb o de una morfo og a a m nar a una f b r o s a F g u r a 2 23 a d ferenc a entre estas d s estructuras e s e aumento de ramas de c r e c i m e n t o durante a s d f a ón de a m rf og a f b r sa Este aumento de ramas ha sido exp cado med ante m e r o s op a e e trón ca ya que se ha observado q u e la estructura mod f cada t ene una may r cant dad de ma as var os ordenes de magn tudes mayor que la estructura no m d f c a d a
d
En cuanto a as prop edades m e c á n c a s a estructura no mod ficada actúa c o m o a c u m u ador de esfuerzos nternos fac tando a p r o p a g a c ó n d e as fracturas d s m n u y e n d o sobre todo a r e s s t e n c a a mpacto en cuanto a a estructura mod ficada por su t a m a ñ o más fino y su forma más redondeada contr buye a aumento d e esfuerzo u t mo de tensión y sobre todo ncrementa e va or de a duct d a d
Existen dos maneras de ograr una estructura mod f cada
1 Mod f cac ón por a tas ve oc dades de enfr a m ento Esta no es rea mente una modificac ón ya que se ha encontrado que a c a n t d a d de p a n o s m a c a d o s no aumenta con el
ncremento en a ve oc dad de e n t r a m e n ^ o que sucede es que e tamaño promedio d e as estructuras am nares d sm nuye
2 Mod f c a c On q u m c a Este t p de mod f e a ón es provocada por a ad ción de elementos q u m e o s que actúan c mo mpurezas durante a so d f c a c ó n de s c o fac tando a f rmac ón de p anos mac ad s
2.5.2.1. Modificación química del eutèctico.
Este t po de m d f cac ón t ene ugar uando c ertos e e m e n t o s cuyo rad o atóm co es aprox criadamente 1 646 ve es e rad de s s n agregad s a baño metà co y son abs r b d o s en a ntercara de s d f e a n de a fase euté t e a de s c o f u n c o n a n d o c o m o
mpurezas pr vocand e aument de a apar n de p a n o s ma ados en e Si F gura 2 24)
E e m e n t o s c o m o e sod o potas o ant m o n o rub d o c e r o c a c o estroncio bar o antano e tno tunc onan c o m o mod ficadores pero comerc a mente só o son ut izados el sod o estrone o y ant mon o De estos tres e Na es e me or formador de mac as pero tiene e defecto de que su efecto m o d f c a d o r dura muy poco t e m p o E Sb t e ñ e una v d a arga c o m o agente act vo pero só o se pueden obtener con é estructuras a m nares Por su parte e Sr t ene buena capa d a d mod f cadora y su t empo de v da act va es aceptab e por o que es el de mayor uso a n ve ndustr a
2.5.3. Fases ricas en Fe.
C o m o ya se m e n c o n ó anter rmente en a n t r o d u c c ó n c e r t o s e e m e n t o s c o m o el Fe C u y Mg presentan ba a s ub dad en estado s do p r o que t enden a segregarse durante la so d f c a c ó n F g u r a 2 25 y cuando e qo do remanente se ha e n r q u e c d o o s u f e e n t e y a c a n z a a c m p s c ó n adecuada se presenta a so d f c a c ó n de fases ricas en estos e e m e n t o s
7 8 9 1 11 1 2
Pes de S
Figura 2.25. L neas de Segrega ón de Fe ca cu adas de acuerdo a a ecuac ón de Sche
De a uerd a a c o m p s n de qu d remanente y as cond c ones de so d f cac ón se pueden presentar d st nt s t p s de fases r cas en Fe as más c o m u n e s son a A FeS y
A Mn Fe S . En a Tab a 2 3 se muestran a secuen a de pre p tac ón de fases para una a e a c ón h po-eutéct ca A S
rden de Rea on Temperatura
reaca n sugenda C)
A MnFe S pnman od s Pre-dendnt ca 650 1 De sarro de a red dendr tica de A pomario Dendr tica 609 2a q-»A • A • MnFe S Post-dendr tea 590 2b q-»A + A FeS + A MnFe Si Pre-eutectica 590 3 q -»A • S Eutectca 575
+ A FeS Co-eutectica
4 q »A » A Cu • S * A FeS Post eutécticas 525 5 q »A • A .Cu • S + A Mg Cu S Post eutéetcas 507
T a b l a 2.3. S e c u e n c a de prec p tac ón de fases para una a e a c ón h po-eutéctica A l - S i3
2.5.3.1. S i s t e m a A l - F e - M n - S i .
Para f a c tar el e s t u d i o de a prec p tac ón de fases r c a s en Fe se t e n d r á q u e analizar el d a a r a m a s m p f c a d o de fases de s s t e m a A Fe M n - S de a F gura 2 26
Figura 2.26. O a g r a m a de fases de s s t e m a A Fe M n S en e q u e se m u e s t r a n as reg o n e s para c a d a fase r c a en Fe A 3 A Fe A A Fe2S A A F e S A ,5A , Mn Fe 3S 2 3
Figura 2.27. Representa ón s m p f c a d a de d agrama A Fe S con d st ntos nten dos de Mn a O Mn b 0 1 Mn c 0 2 Mn d 0 3 Mn e 0 4 Mn
S se superp ne a nea de s e g r e g a c ó n de Fe a un d agrama on 0 36 de Mn c o m o s m strad s en a F gura 2 27 se obtendrá a ruta de segregac n y prec p t a c ó n para una a e a n de t p o 3 1 9 F gura 2 28
aumenta a zona de a fase A 5FeS por o que a egar e qu do a a c o m p o s cion de a I nea
d v sor a entre estas dos z o n a s c o m enzan a so d f e a r as dos fases juntas 2 b hasta a canzar a c o m p o s c 6 n e u t ^ c t c a Cuando se a c a n z a a compos c 6 n eutfcetea e Al Si y la fase (3 so d f can juntas 3
0 36 Mn
2 1
Figura 2.28. Ruta de s e g r e g a c ó n y p r e e p t a c ó n de fases r e a s en Fe dentro de un d a g r a m a de fases A -Fe-S con 0 36 de Mn
2.S.3.2. Fases AlsFeSi y AI,5(Mn,Fe)jSij.
C o m o se v o en e punto a n t e r o r a fase A 5FeS so d f i c a preferenc almente en
ausenc a de Mn o elementos que tengan efectos s m ares c o m o e Cr F gura 2 27a) Esta fase t e ñ e forma d e p a q u e t a s v s t a en 2 d m e n s o n e s su forma es a c c u a r F g u r a 1 1a su estructura es monoc n ca por o cua es muy dura y frág por su forma t e n d e a concentrar esfuerzos nternos en a p eza a d e m á s de ser s t o s preferenc a es para a p r o p a g a c ó n de gr etas
Por su parte a fase A Mn Fe S ¡ crece preferenc a mente s ó o en presenc a de e e m e n t s c o m o e Mn Cr Co Be Mo N y S s e n d o de estos e Mn e más e f e c t v o en c a m b a r de a estructura i a a t Esta fase crece con estructura c u b c a y es extremadamente dura más aun que a fase l a venta a que presenta ante a fase x es su forma más compacta
CAPÍTULO 3
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
3.1. Obtención de muestras.
Las probetas se v a c a r o n en c o n d c o n e s de p a n t a Para obtener as composiciones deseadas la t r a y e c t o r a del meta fue la s g u e n t e p r m e r a m e n t e se f u n d ó la a l e a c ó n en un horno rotatono de cua el meta pasó a una estad a en un horno mantenedor de reverbero luego de o cua e meta fue evado en una o a de 5 t o n e a d a s h a c a una e s t a c ó n de desgasificado en o s cua es se rea zaron ajustes a a c o m p o s c ó n Después de proceso de d e s g a s f i c a d o el
qu do fue evado a un horno mantenedor de 6 tone adas de ser n e c e s a r o e ajuste fina de la c o m p o s c ó n se rea izó en este ugar este horno a su vez a menta a una e s t a c ó n d e b a a pres ón as muestras fueron tomadas de este u t m o par de hornos
3.1.1. Análisis químico.
Las pr betas no fueron va adas hasta que e persona de aboratono qu mico de a empresa rea zara os aná s s de c o m p o s c ó n de meta para cada exper mentó De ser ne esar a c mpos c ón fue a ustada como ya se menc onó anter ormente
Prueba C nd ciones S Cu Fe Un Mg T Cr Sr A 1 Fe T Sr 6 78 3 123 0 282 0 09 0 34 0 066 0 0 1 0 0061 89 2 2 Fe( T Sr • ) 6 6 6 3 045 0 330 0 14 0 27 0 069 0 0 1 3 0 0 1 5 8 89 2 3 Fe(- T • ) Sr 6 43 2 926 0 299 0 12 0 27 0 151 0 0 1 1 0 0078 89 6 4 Fe< ) Ti(+) Sr(+ 6 50 2 901 0 318 0 13 0 28 0 181 0 012 0 0132 89 5
5 Fe +) Ti ) Sr ) 7 55 3 324 0 619 0 4 4 0 35 0 083 0 031 0 0088 86 7 6 Fe • T Sr +) 7 4 6 3 329 0 620 0 4 4 0 31 0 085 0 032 0 0147 86 9 7 Fe + T • Sr 7 29 3 223 0 641 0 43 0 28 0 142 0 032 0 0069 87 1 8 Fe • T • SrC) 7 33 3 185 0 628 0 42 0 30 0 152 0 032 0 0159 87 1
T a b l a 3.1. C o m p o s c ón q u m c a de as d st ntas m u e s t r a s
3.1.2. V e l o c i d a d e s d e s o l i d i f i c a c i ó n .
Para a o b t e n c ó n d e las d stintas v e l o c i d a d e s d e e n f n a m e n t o se u t i l z a r o n d o s m o l d e s u n o de a r e n a y otro de m e t a Para as bajas v e oc d a d e s de enfriamiento s e e m p e ó un m o l d e de a r e n a e q u pado c o n un t e r m o p a r en e c e n t r o de la c o p a c o m o se m u e s t r a e n a F g u r a 3 1a el cual p e r m t ó hacer e r e g s t r o de la curva de e n f n a m e n t o L a s a t a s v e l o c d a d e s de e n f r a m e n t o se obtuv e r o n c o n e m o d e m e t á c o ut I z a d o n o r m a m e n t e para o b t e n e r m u e s t r a s e s t á n d a r para e a n á sis q u i m c o de la a l e a c ó n Figura 3 1b) este m o l d e fue m o d ficado para nsertar e un t e r m o p a r t po K de 1 6 m m de e s p e s o r y obtener de esta m a n e r a e reg stro d e la c u r v a de enfr a m e n t o
3.1.3. R e g i s t r o d e las c u r v a s de solidificación.
E reg stro de las c u r v a s de e n f n a m e n t o s e rea izó m e d ante un p r o g r a m a d s e ñ a d o para la c a p t u r a de t e m p e r a t u r a s por m e d o de u n a c o m p u t a d o r a p e r s o n a E s s t e m a c o n s t a de u n a n t e r f a s e d g tal c u y a f u n c ó n es e minar la punta fr a de os t e r m o p a r e s q u e e s t á n i n s e r t a d o s e n l o s m o d e s y u n a nterfase a n a ó g c a - d g ta n s t a a d a e n a c o m p u t a d o r a Figura 3 2)
F i g u r a 3.2. D a g r a m a de e q u po u s a d o para capturar as t e m p e r a t u r a s
3.1.4. C o r t e d e las m u e s t r a s .
L a s m u e s t r a s d e s p u é s de ser ut izadas para o b t e n e r la c o m p o s c ó n q u m c a fina f u e r o n secc o n a d a s m e d ante una cortadora m e t a ográfica A b r a s mat c 2 ta c o m o o m u e s t r a en
a F g u r a 3 3 o b t e n e n d o de esta m a n e r a a cant d a d necesaria de p r o b e t a s para e a n á s s e n a c o n d c ó n de v a c i a d o y c o n os d ferentes tratam entos t é r m e o s
de va ad i
a b
F i g u r a 3.3. D a g r a m a de corte de as m u e s t r a s para os d s t n t o s t r a t a m entos t é r m e o s a m u e s t r a s d ficada en m o de de a r e n a y b m u e s t r a so d ficada e n m o d e m e t á c o
Computadora
ab e de '
3.2. Tratamientos térmicos.
D u r a n t e a r e a i z a c i ó n de os t r a t a m e n t o s t é r m c o s se ut izó e e q u p o de c a p t u r a de t e m p e r a t u r a s d e s c n t o e n e punto 3 1 3 con e c u a se o b t u v e r o n d o s e c t u r a de t e m p e r a t u r a s a d i c i o n a l e s a las d e l c o n t r o a d o r d e h o m o u n a de e as c e r c a n a a as p r o b e t a s y la otra e n el c e n t r o d e u n a de as p r o b e t a s d c h a s ecturas fueron t o m a d a s c o n t e r m o p a r e s t po K de 1 6 m m de d á m e t r o e x t e n o r a d c o n a m e n t e todo e g r u p o de p r o b e t a s fue e m p a q u e t a d o e n papel a u m m o para mejorar a un f r m d a d de a t e m p e r a t u r a entre e as Este a r r e g o p e r m t ó tener un m a y o r control s o b r e a t e m p e r a t u r a a c a n z a d a en as m u e s t r a s
3.2.1. T r a t a m i e n t o t é r m i c o d e s o l u b i l i z a d o .
Los t r a t a m e n t o s térm eos de so ub z a d o se rea izaron a t e m p e r a t u r a s d e 4 6 0 4 8 0 y 5 0 0 C e n un horno de r e s s t e n c i a e é c t n c a I n d u s t r a s S O L A B A S I C L n d b e r g T o m a " d o un t e m p o d e p e r m a n e n c a a a t e m p e r a t u r a de so ub z a d o de 6 h o r a s s e g u d o de un e n f n a m e n t o ráp do e n a g u a a t e m p e r a t u r a a m b ente Los c u r v a s de t e m p e r a t u r a t e m p o reg s t r a d a s e n c a d a u n o de estos t r a t a m e n t o s se m u e s t r a n e n a F g u r a 3 4
6 0 0
-550 500 450 _ 400 O 350 300 250 200 150 100 50 0 4Í.1 * 9
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« m 4 9 m i ii rair
D
V U f U
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4 9 9 4 9 6
0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 T en po Hrs
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