DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EN PROCESOS METLICOS CONTENIDOS SOLIDIFICACIN

DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EN PROCESOS METÁLICOS CONTENIDOS: • • SOLIDIFICACIÓN DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO O DE FASES DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES EUTÉCTICAS • • SOLIDIFICACIÓN DE NO EQUILIBRIO TRANSFORMACIONES EN ESTADO SÓLIDO

SOLIDIFICACIÓN: CONCEPTO 1. 2. PROCESO DE ENFRIAMIENTO METÁLICO TEMPERATURA DE EQUILIBRIO: 1. LA E DEL LIQUIDO ES LA MISMA QUE SI ESTUVIERA EN ESTADO SÓLIDO 2. POR ENCIMA DE T, LA FASE ESTABLE ES LÍQUIDA 3. POR DEBAJO DE T, LA FASE ESTABLE ES SÓLIDA

SOLIDIFICACIÓN: ETAPAS NUCLEACIÓN: NÚCLEOS ESTABLES SÓLIDOS DENTRO DEL LÍQUIDO METALICO 2. CRECIMIENTO: FORMACIÓN DEL GRANO 1. PROCESO TEÓRICO EXOTÉRMICO YA VELOCIDAD MUY LENTA

SOLIDIFICACIÓN INDUSTRIAL: SUBENFRIAMIENTO METAL EN ESTADO LÍQUIDO POR DEBAJO DE Te T DE SUBENFRIAMIENTO PUEDE SUBIR A Te POR SER UN PROCESO EXOTÉRMICO • PRIMEROS NÚCLEOS: EN LA PARED O A. NUCLEANTES • •

PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN

VELOCIDAD DE SOLIDIFICACIÓN • DEPENDE DE LA VELOCIDAD DE NUCLEACIÓN Y CRECIMIENTO. DEPENDEN DE LA FUERZA INDUCTORA Y DE LA DIFUSIÓN. • DIFUSIÓN: • MAYOR CUANTO MENOR GRADO DE SUBENFRIAMIENTO • FUERZA INDUCTORA: • MAYOR DIFERENCIA ENERGÉTICA ENTRE FASE SÓLIDA Y LÍQUIDA O MAYOR GRADO DE SUBENFRIAMIENTO. FACTORES DECISIVOS: NUCLEACIÓN: FUERZA INDUCTORA CRECIMIENTO: DIFUSIÓN

TAMAÑO DE GRANO: PROCEDIMIENTOS AUMENTAR LA VELOCIDAD DE NUCLEACIÓN: ELEVADO SUBENFRIAMIENTO • FRAGMENTAR LOS GRANOS YA FORMADOS DURANTE EL CRECIMIENTO: AGITACIÓN DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN •

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO O DE FASES FASE: PARTE HOMOGÉNEA QUE DIFIERE EN COMPOSICIÓN, ESTADO O ESTRUCTURA •

REGLA DE LAS FASES O DE GIBBS • PERMITE CALCULAR EL Nº FASES EN EQUILIBRIO EN UN SISTEMA: CONJUNTO DE FASES INTERELACIONADAS CON DEPENDENCIA DE ESTADO. • • COMPONENTE: SUSTANCIA/LEMENTO QUIMICO GRADOS DE LIBERTAD: VARIABLES COMO P, T O COMPOSICIÓN QUE PODEMOS VARIAR SIN QUE VARIEN LAS F + g = c+ 1 FASES F + g = c+ 2 •

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES A P CONSTANTE • PARA UNA SUSTANCIA PURA: LINEA RECTA

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO EN ALEACIONES A P CONSTANTE • PARA UNA ALEACIÓN DE DOS METALES: • TOTALMENTE SOLUBLE • TA _ TB TEMPERATURAS SOLIDIFICACÍON • LINEAS DE LÍQUIDUS Y SOLIDUS

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO OBTENCIÓN DEL DIAGRAMA DE EQUILIBRIO A PARTIR DE LAS CURVAS DE ENFRIAMIENTO

REGLA DE LA HORIZONTAL 1. PERMITE CONOCER LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE DOS FASES COEXISTENTES

REGLA DE LOS SEGMENTOS INVERSOS PERMITE CONOCER LA COMPOSICIÓN DE LA FASE SÓLIDA Y LÍQUIDA

EJEMPLO DE SOLIDIFICACIÓN A

EJERCICIO 1 P 72

EJERCICIO 2 P 72

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE ALEACIONES ETUTÉCTICAS • ALEACIÓN EUTÉCTICA: • SOLIDIFICACIÓN A T CONSTANTE ( T EUTÉCTICA) PARA UNA DETERMINADA COMPOSICIÓN • T. EUTÉCTICA ES INFERIOR A TA , TB. • ALEACIÓN ESTABLE EN ESTADO LÍQUIDO • SÓLIDO FORMADO POR DOS FASES.

DIAGRAMA DE FASES DE ALEACIÓN CON INSOLUBILIDAD EN ESTADO SÓLIDO • ALEACIONES HIPOEUTÉCTICA S • ALEACIONES HIPERAUTECTIC AS • ALEACIONES EUTÉCTICAS • FASES EN EL PUNTO EUTÉCTICO • GRADOS DE LIBERTAD EN EL

SOLIDIFICACIÓN CUALITATIVA 1. 2. 3. EUTÉCTICA HIPOEUTÉCTICA HIPEREUTÉCTICA

SOLIDIFICACIÓN CUANTITATIVA 1. 2. 3. REGLA DE LA HORIZONTAL REGLA DE LOS SEGMENTOS INVERSOS

1. TA, TB DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE ALEACIONES CON SOLUBILIDAD PARCIAL LIQUIDUS SOLVUS Soluciones solidas terminales α, β 6. α: solución de B en A 7. Β: solución de A en B 2. 3. 4. 5.

ENFRIAMIENTO EN SOLUBILIDAD PARCIAL ALEACIÓN 1: SOLUBILIDAD TOTAL L/S

ENFRIAMIENTO EN SOLUBILIDAD PARCIAL ALEACIÓN SÓLIDO 3: INSOLUBILIDAD ESTADO α

ENFRIAMIENTO EN SOLUBILIDAD PARCIAL ALEACIÓN 2: EUTÉCTICA • REGLA PALANCA PARA CALCULAR α Y β

EJEMPLO 1 kg de una aleación de un 70 % de Pb y 30% de Sn a 300ºC. Calcula: a)% de L y α a 250ºC b)% de L y α a 183ºC y el peso de estas fases. c)Peso de α y β formada por la reacción Eutéctica

SOLIDIFICACIÓN DE NO EQUILIBRIO • PROCESOS RÁPIDOS EN EL TIEMPO • APARECEN NUEVAS FASES NO ESTABLES. • T 1 APARECE α 1 • α 1<α’<α 2 PUNTO 1 T 2 • Tf FINALIZA

SOLIDIFICACIÓN DE NO EQUILIBRIO 1. 2. 3. 4. CONSECUENCIAS AUMENTA INTERVALO DE T. DESPLAZA LA LINEA DE SOLIDUS COMPOSICÓN GRANOS NO HOMOGENEA SEGREGACIÓN MACROSCÓPICA: la junta está formada por el metal de menos Pf. 1. 2. 3. 4. 5. Heterogeneidad Junta de grano de metal menos Pf Junta de grano con mayor impureza Junta de grano menos resistentes Corrosión intergranular

SOLIDIFICACIÓN DE NO EQUILIBRIO RECOCIDO DE HOMOGENEIZACIÓN POR DEBAJO DE Tf DESAPARECE EL GRADIENTE HETEROGÉNEO • DESAPARECE LA SEGREGACIÓN • • •

ENFRIAMIENTO DE NO EQUILIBRIO ALEACIÓN CON TRANSFORMACIÓN EUTÉCTICA α, β INESTABLES.

TRANSFORMACIONES EN ESTADO SÓLIDO OCURREN EN EL ENFRIAMIENTO SON MUY LENTAS SE DA LA NUCLEACIÓN Y EL CRECIMIENTO SU VELOCIDAD DEPENDE DE LOS DEFECTOS 5. EJEMPLO: TRANSFORMACIÓN ALOTRÓPICA 6. A T 0 COEXISTEN LAS DOS FASES 1. 2. 3. 4. 7. EJEMPLO: EUTECTÓIDE TRANFORMACIÓN

TRANSFORMACIÓN EUTECTÓIDE γ α+β; T=CTE HIPO E HIPEREUTECTOIDE