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RESTAURACION Y RECRISTALIZACION

CURSO DE METALURGIA FISICA II
by

kristopher herrera lopez

on 5 December 2012

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Transcript of RESTAURACION Y RECRISTALIZACION

Metalurgia Fisica II Objetivo:
Explicar los diferentes
fenómenos de recuperación
y recristalización
que suceden en los
materiales. Porque la gran mayoría de los artefactos metálicos
están elaborados mediante deformación (conformado).
Porque ocupando los procesos de deformación y recocido
puede modificarse la estructura cristalina
y por tanto las propiedades mecánicas de los materiales. RESTAURACION
Y RECRISTALIZACION CONTENIDO Objetivo
Tipos de endurecimiento
Deformacion en frio
Acritud
Recocido
Restauracion
Recristalizacion
Crecimiento de Granos kristopher Herrera Lopez
2009-33339 ¿Por qué estudiar los procesos
de deformación y recocido? Tipos de endurecimiento en metales Endurecimiento por deformación plástica (encruamiento)
Endurecimiento por reducción del tamaño de grano
Endurecimiento por solución sólida
Endurecimiento por precipitación o dispersión Endurecimiento
por deformación plástica (encruamiento) Endurecimiento
por reducción del tamaño de grano Endurecimiento
por solución solida Endurecimiento
por precipitación o dispersión Porcentaje de Reducción del Area La ecuacion de Hall – Petch relaciona el tamaño de grano
con la resistencia ala fluencia del material. Se logra al añadirle impurezas al material.
Dichas impurezas distorsionan la estructura cristalina
donde se alojan debido a que tienen un tamaño diferente
al de los atomos originales Si el enfriamiento de 1 a 2 es rápido
no hay tiempo para que por difusión
se forme el precipitado. Si la aleacion en el punto 2 se calienta hasta permitir la difusion
(pero sin llegar a la zona de la fase 1),
se forman en la microestructura
pequeños precipitados de la otra fase Trefilado Laminado Extrusion TEMPERATURA
DE TRABAJO EN FRIO Una regla empírica aproximada es suponer
que la deformación plástica corresponde
al trabajo en frío si este se efectúa
a temperaturas menores de la mitad
del punto de fusión medido sobre una escala absoluta. Forjado ENDURECIMIENTO POR DEFORMACION EN FRIO En los diagramas se muestran la variación de la resistencia a la fluencia
y la resistencia a la tensión para el acero 1040, el bronce y el cobre. DEFORMACION EN FRIO El trabajo en frio realizado sobre un material se cuantifica
por medio del porcentaje de trabajo en frio (% TF) A mayor % TF normalmente se tiene:
Mayor resistencia a la tensión
Mayor esfuerzo de fluencia
Menor ductilidad ACRITUD Cuando un metal a sufrido deformación plástica
se dice que tiene acritud RECOCIDO Tratamiento cuyo objeto es destruir mediante
un calentamiento, la estructura distorsionada
por el trabajo en frío y hacer que adopte
una forma libre de deformaciones Este proceso se realiza totalmente en el estado sólido,
y el calentamiento va seguido normalmente
de un enfriamiento lento en el horno
desde la temperatura de trabajo. El proceso de recocido puede dividirse en tres fases: RECRISTALIZACION CRECIMIENTO
DE GRANOS La recuperación permite a las dislocaciones moverse
(por difusión) para reordenarse.
El numero de dislocaciones se mantiene
(el material es resistente)
pero se eliminan los esfuerzos residuales. Procesos que permitirán aproximar
el metal al estado de equilibrio son: La reducción del número de defectos puntuales, por migración y anulación recíproca en pozos (dislocaciones, uniones de grano)
La aniquilación mutua de dislocaciones de signo opuesto
 La reordenación de las dislocaciones en redes más estables de deslizamiento
 La absorción de las dislocaciones  en los limites de grano
 La reducción del área total de las superficies que limitan los granos La elevación de la temperatura del metal provoca el retorno de las propiedades, o a la estructura, a un estado más estable. ETAPAS DE RESTAURACION Etapas incluidas en el proceso de restauración de un material deformado plásticamente.
a - Generación de dislocaciones
b - Formación de celdas,
c - Aniquilación de dislocaciones dentro de las celdas,
d - Formación de subgranos
e - Crecimiento de subgranos. RESTAURACION
O
RECUPERACION POLIGONIZACION La recristalización ocurre debido a la nucleación y crecimiento de nuevos granos que contienen pocas dislocaciones.
El crecimiento de estos nuevos granos ocurre en los bordes de celda de la estructura poligonizada, eliminando la mayoría de las dislocaciones.
Los nuevos granos recristalizados adoptan formas más o menos regulares, debido a las anisotropías de su velocidad de crecimiento.
Cuando los granos entran en contacto unos con otros, se acaba la fase llamad recristalización y se entra en la fase llamada crecimiento de grano
Como se ha reducido de manera importante el número de dislocaciones, el metal recristalizado tiene baja resistencia, pero una elevada ductilidad. Inicio de la recristalización alrededor de inclusiones
de óxidos de un hierro altamente deformado Granos recristalizados en un matriz deformada: hierro electrolítico recocido a 575 ºC después de una deformación de 15% Leyes de la Recristalizacion La recristalizacion se produce solamente despues de una cierta deformacion inicial, llamada acritud critica Acritud critica: diametro de los granos en funcion de la deformacion Si la temperatura de recristalizacion aumenta, el tiempo de recocido disminuye Grafico: % recristalizacion vs tiempo de recocido La temperatura de recristalizacion disminuye cuando mayor es la pureza del metal Mecanismo de la Recristalizacion La recristalizacion es un proceso que se divide en dos etapas: nucleacion y crecimiento. La velocidad de recristalizacion (volumen recristalizado por unidad de tiempo) se expresa como: En un metal completamente recristalizado, la fuerza impulsora para el crecimiento de los granos corresponde a la disminución de la energía asociada con los bordes de grano.
El crecimiento de los nuevos granos se produce por movimiento de la interfase grano recristalizado-grano deformado
Los bordes de grano tienden a moverse hacia el centro de la curvatura
El ángulo entre tres bordes de grano es de alrededor de 120º Equilibrio de las tensiones interfaciales de tres granos Mecanismo de crecimiento de los granos
(las flechas indican las direcciones
de crecimiento Tamaño de Grano Grado de deformacion previa
Permanecia a temperatura
Temeratura de recocido
Duracion del calentamiento
Impurezas insolubles Esquema de un proceso total de recocido con sus respectivas microestructuras GRACIAS
POR SU
ATENCION
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