Recuperación recristalizacion y crecimiento de grano

Son limites de granos que normalmente separan diferentes estructuras cristalinas y/o orientación cristalográfica

Superficies externas. Representa el limite donde termina la estructura cristalina. Los átomos superficiales no están enlazados con el máximo de átomos vecinos y por tanto está en un estado energético superior que los átomos de posiciones interiores. Los enlaces no

Limites de grano.
Separa dos pequeños granos o cristales que tienen diferentes orientaciones cristalográficas en materiales policristalino. En la regíón limite que en realidad tiene varias distancias atómicas de ancho hay un desalineamento en la transición desde la orientación cristalina de un grano a la del grano vecino. A lo largo de un limite de grano no todos lo átomos están enlazados así que existe una energía similar a la superficial. A pesar de esta disposición de los átomos es un material muy resistente

Limites de macla. Es un tipo de grano atraves del cual existe una simetría de red especular. Las maclas se producen por desplazamientos atómicos al aplicarles fuerzas mecánicas cizallantes y también durante tratamientos térmicos de recocido posteriores a la deformación.
. Las maclas de recocido son típicas de FCC y las maclas mecánicas son de BCC y HC

Otros defectos interfaciales. Fallos de apilamiento, limite de fases y paredes de dominios ferromagnéticos. Cada efecto lleva asociada una energía interfacial, cuya magnitud dependerá del tipo de limite y varia de un material a otro

7-Vacantes y autointersticiales

El defecto mas simple es vacante, lugar vacío donde debería de ocupar un átomo ausente. Se producen durante la solidificación y como consecuencia también de las vibraciones. En equilibrio el número de vacantes dependerá de: Nv=N*exp(-Qv/KT) donde N es el numero total de lugares ocupados por átomos, Qv es la energía vibracional requerida para la información de una vacante, T es temperatura absoluta y K es la constante de boltzman o de los gases. El numero de vacanten crece con la temperatura. Un defecto autointersticial es un átomo de un cristal que se ha desplazado a un lugar intersticial, un pequeño espacio vacío que ordinariamente no esta ocupado.

4-DUCTILIDAD

La ductilidad es una propiedad mecánica importante. La ductilidad es una medida del grado de deformación plástica que puede ser soportado hasta la fractura del material. Aquel material que tiene poca o ninguna deformación plástica se denomina frágil.

La ductilidad se expresa tanto como el alargamiento relativo como por el porcentaje de reducción de área.

%EL=((Lf-Lo)/Lo)*100, donde Lf es la longitud en el momento de la fractura y Lo es la longitud inicial. El porcentaje de reducción de área se define como: %AR=((Ao-Af)/Ao)*100, donde Ao es el área inicial y Af es el área en el momento de la fractura. Conecer la ductilidad de un material es importante por algunas razones. Por ejemplo, se indica el grado en el que una estructura puede deformarse antes de producirse la rotura, también indica el grado de deformación que se puede permitir durante las operaciones de conformación.

8-TRANSCICION Dúctil-Frágil

La temperatura de transición de dúctil a frágil es aquella a la cual el modo de fractura en un material cambia de dúctil a frágil. Se puede definir esta temperatura mediante la energía promedio entre las regiones dúctil y frágil, o a cierta energía especifica absorbida, o mediante la aparición de alguna fractura carácterística. Un material que se somete a un golpe de impacto en servicio debe tener una temperatura de transición menor que la de su entorno. No todos los materiales tienen una temperatura de transición definida (fig. 6-28). Los metales BCC tienen temperaturas de transición, pero la mayoría de los metales FCC no la tienen. Estos metales tienen grandes energías absorbidas que decrecen en forma gradual y a veces incluso aumentan, a medida que la temperatura disminuye.

9-TENACIDAD DE FRACTURA

La tenacidad de fractura es una propiedad que mide la resistencia del material a la fractura frágil cuando existe una grieta. Es un valor crítico, Kc, que se expresa así: Kc=Y*tita*(raíz de pi*a). Para probetas delgadas, el valor de Kc depende del espesor de las probetas y disminuirá al aumentar este. Para probetas mas gruesas, el valor de Kc se denomina tenacidad de fractura en deformaciones planas, kic. Su valor es siempre inferior a Kc. Kic de un material es una propiedad fundamental que depende de bastantes factores: temperatura, velocidad de deformación, microestructura.... La magnitud de Kic disminuye al aumentar la velocidad de deformación y al disminuir la temperatura y un aumento en el limite elástico. También, Kic aumenta con la reducción del tamaño de grano.

2-CRECIMIENTO DE GRANO

Después de la recristalizacion, los granos libres de deformación siguen creciendo(crecimiento de grano).El crecimiento de grano puede ocurrir en en todos los materiales policristalinos. A medida que el grano crece, el área del limite de grano se hace mas pequeña, y así crea una reducción en la energía total.El crecimiento del grano se produce por la migración de los limites de grano. No todos los granos pueden crecer, pero el tamaño de grano aumenta con el tiempo, y para muchos materiales policristalinos sigue la formula(d^n- dº^n=kt). El crecimiento de grano puede verse afectado también por la temperatura, a temperatura mayor el crecimiento de grano es mas rápido.

7-ENDURECIMIENTO POR Deformación

Un material se hace más duro y resistente conforme es deformado plásticamente. Está relacionado con el porcentaje de trabajo en frío, así el grado de deformación se expresa (formula) Algunos tipos de trabajo en frío son la forja, el perfilado y la extensión Efectos de ¡l trabajo sobre la microestructura:

-Cambios en la forma del grano. –Endurecimiento por deformación. – Aumento de la densidad de dislocaciones. – conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión.

Estas propiedades y estructuras pueden regresar al estado previo al trabajo mediante el tratamiento térmico apropiado, el recocido , que no cambia las dimensiones pero si las propiedades. Pueden distinguirse 3 etapas: recuperación, recristalización, crecimiento del grano (En las 3, los nuevos granos sustituyen a los anteriores). Existe un grado crítico a partir del cual no se produce la recristalización.

8-ENDURECIMIENTO POR Solución SOLIDA

Una solución sólida es una mezcla de 2 sólidos(soluto-disolvente) que debe ser homogénea, se mezclan a nivel atómico, por lo que tienen la misma estructura cristalina los átomos de los distintos elementos que se mezclan.

Toda disolución sólida es una aleación, pero no toda aleación es una disolución solida. Los metales puros son normalmente mas (NOSE) que las aleaciones que las tiene como base

Así, al aumentar la concentración de impurezas aumenta la resistencia a la tracción. Esto se debe a que los átomos de impurezas que se emplean producen una distorsión en la estructura cristalina. Esto crea interacciones en el campo de las deformaciones de red entre las dislocaciones y estos átomos, por lo que se restringe el movimiento de las dislocaciones. Si aumenta la resistencia, disminuye la ductilidad.

9-ENDURECIMIENTO POR Reducción DE GRANO

El limite de grano actúa como una barrera al movimiento de dislocaciones.

1.Como los granos tienen orientaciones distintas, las dislocaciones deben al llegar al limite de grano, cambiar su dirección de movimiento, cuanto mas desorientados están los cristales mas difícil es moverlos.

2. El desorden atómico en la regin del limite de grano producirá la discontinuidad de los planos de deslizamiento de un grano a otro. (FORMULA)

Cuanto menor son los granos, mayores son las áreas de los limites de granos que impiden el movimiento de las dislocaciones. En muchos materiales el(lim tita) varía con el tamaño de los granos, en la que d es el diámetro medio del grano, k es cte del material, igual que(tita nominal).

La reducción del tamaño de grano no solo mejora la resistencia, sino también la tenacidad de muchas de las aleaciones.

1Bainita:

Se forma en la transformación de la austenita, (además de la perlita)
. La bainita consta de las fases ferrita y cementita y en su formación intervienen procesos de difusión. Dependiendo de la temperatura de transformación forma agujas o placas. Solo es posible observar los detalles microestructurales de la bainita mediante un microscopio electrónico. Las agujas de bainita están compuestas de una matriz ferritica y de partículas de Fe3C.

La transformación bainitica depende también del tiempo y de la temperatura, entre 540ºC y 270ºC se forma perlita, entre 215ºC y 540ºC se forma bainita. Las transformaciones perliticas y bainiticas compiten entre sí, pues solo una solo una parte de la aleación se puede transformar en perlita y bainita.

8Perlita:

La perlita es más dura y frágil que la ferrita. Por ese motivo la aumentar la fracción de Fe3C en un acero resulta un material más duro y resistente. Por otro lado, como la cementita es más frágil, incrementando su contenido disminuye la ductilidad y la tenacidad(o energía al impacto).

Los espesores de las capas de ferrita y de cementita también influyen en el comportamiento mecánico del material. La perlita fina es mas fina y resistente que la perlita gruesa. La razón de este comportamiento radica en los fenómenos que ocurren en los limites de fase (alfa)-Fe3C. Hay un alto grado de adherencia entre las dos fases en el limite, por tanto la cementita refuerza a la ferrita. Este grado de reforzamiento es mas elevado en la perlita fina porque es mas fina porque es mayor la superficie de limites de fases por unidad de limites del material. Además los limites de fases sirven de barrera para el movimiento de dislocaciones del mismo modo que los limites del grano.

El mayor reforzamiento en la perlita fina se traduce en mayor dureza y resistencia mecánica.