SOLIDIFICACIONSOLIDIFICACION

LIQUIDOLIQUIDO

SOLIDOSOLIDO

OrdenOrden

Densidad – distancia interatómicaDensidad – distancia interatómica

Calor latente –ff. interatómicasCalor latente –ff. interatómicas

Fluidez, difusión, resistenciaFluidez, difusión, resistencia

estructuraestructura

Equilibrio de fasesEquilibrio de fases

GL =HL – TF.SL GS =HS – TF.SS

como GL = GS

HL – TF.SL = HS – TF.SS

agrupando HL - HS = TF.(SL – SS)

siendo HL - HS = L calor latente

(SL – SS) = S entropía configuracional

resulta que S = L / TF

NucleaciónNucleaciónNucleación y crecimientoNucleación y crecimiento

homogénea homogénea Nucleación Nucleación heterogénea heterogénea

el SUBENFRIAMIENTO activa la solidificación, pero la creación de la interfase => gasto de E, debido a la tensión superficial asociada a la misma.

Si T disminuye GS < GL

G = GV + GS

Nucleación homogéneaNucleación homogénea

Variación de energía libre del embrión.

GV = – 4/3 r3 . G0 GS = 4 r2 .

GGV + GS = – 4/3 r3 . G0 + 4 r2

¿Cuándo un embrión se ¿Cuándo un embrión se transforma en núcleo?transforma en núcleo?

Radio críticoRadio crítico

A mayor subenfriamiento, < radio críticoA mayor subenfriamiento, < radio crítico

Nucleación heterogéneaNucleación heterogénea

PL = SL . cos + PS

Control de la estructuraControl de la estructura

Tamaño de grano FormaTamaño de grano Forma nucleación crecimiento nucleación crecimiento

Fino gruesa granular o noFino gruesa granular o no

CRECIMIENTO DE METALES PUROSCRECIMIENTO DE METALES PUROS

SOLIDIFICACION DE ALEACIONESSOLIDIFICACION DE ALEACIONES

Ko = cKo = cS/c/cL < 1 … corazonadacorazonada

SOLIDIFICACION SOLIDIFICACION DE ALEACIONESDE ALEACIONES

Difusión en el sólido: despreciableDifusión en el sólido: despreciable

Homogeneización en el líquido, sólo por Homogeneización en el líquido, sólo por difusióndifusión

Velocidad de avance de la interfase, lentaVelocidad de avance de la interfase, lentagradiente de T pequeñogradiente de T pequeño

Equilibrio en la interfaseEquilibrio en la interfase

SOLIDIFICACION SOLIDIFICACION DE ALEACIONESDE ALEACIONES

Secuencia de variación de Secuencia de variación de concentración de soluto en el concentración de soluto en el sólido y en el líquido en sólido y en el líquido en función de la distancia a lo función de la distancia a lo largo de la navecilla.largo de la navecilla.

R: veloc de avance de la R: veloc de avance de la interfase interfaseD: veloc de transporte de D: veloc de transporte de soluto en el líq por difusión soluto en el líq por difusión

Función de R, D y Función de R, D y koko

Estado estacionarioEstado estacionario

SOLIDIFICACION SOLIDIFICACION DE ALEACIONESDE ALEACIONES

Secuencia de concentración Secuencia de concentración de soluto en el sólido y en el de soluto en el sólido y en el líquido en función de la líquido en función de la distancia a lo largo de la distancia a lo largo de la navecilla: final del procesonavecilla: final del proceso

SEGREGACIONSEGREGACIONmicro y macromicro y macro

SOLIDIFICACION SOLIDIFICACION DE ALEACIONESDE ALEACIONES

SUBENFRIAMIENTO CONSTITUCIONALSUBENFRIAMIENTO CONSTITUCIONAL

SOLIDIFICACION SOLIDIFICACION DE ALEACIONESDE ALEACIONES

VARIABLES:VARIABLES:D, R, D, R, T de colada,T de colada, grado de homog. en el líq,grado de homog. en el líq,comp de la aleacióncomp de la aleación

DESARROLLO DE LA DESARROLLO DE LA INTERFASEINTERFASE

SOLIDIFICACION SOLIDIFICACION DE ALEACIONESDE ALEACIONES

Colada a baja Colada a baja temperaturatemperatura

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LOS DE LOS

LINGOTESLINGOTES

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LOS DE LOS

LINGOTESLINGOTES

columnarcolumnar

EQUIAXIAL INTERNAEQUIAXIAL INTERNA( x subenf. const)( x subenf. const)

* núcleos sobrevivientes* núcleos sobrevivientes*extremos de columnas*extremos de columnas

*nueva nucleación*nueva nucleación*nucleación en la capa *nucleación en la capa

superiorsuperior

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LOS DE LOS

LINGOTESLINGOTES

Subenfriamiento escaso: Subenfriamiento escaso: molde precalentadomolde precalentadoColada a alta temperaturaColada a alta temperatura

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LOS DE LOS

LINGOTESLINGOTES

Sin equiaxial interna:Sin equiaxial interna:Colada a alta temperaturaColada a alta temperaturaMolde fríoMolde frío

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LOS DE LOS

LINGOTESLINGOTES

Colada a temperatura normal Colada a temperatura normal Molde frío Molde frío

DEFECTOS DE DEFECTOS DE LOS LINGOTES: LOS LINGOTES:

MacrosegregaciónMacrosegregación

* normal* normal

*por gravedad*por gravedad

*inversa*inversa

Microsegregación:Microsegregación:

*intragranular*intragranular

*intergranular*intergranular(o interdendrítica)(o interdendrítica)

NormalNormal según ko < 1 o ko > 1 según ko < 1 o ko > 1

InversaInversa

DEFECTOS DE DEFECTOS DE LOS LINGOTES: LOS LINGOTES:

Porosidad Porosidad y rechupesy rechupes

DEFECTOS DE DEFECTOS DE LOS LINGOTES: LOS LINGOTES:

PorosPoros

SOLIDIFICACION DE EUTECTICOSSOLIDIFICACION DE EUTECTICOS

CCoo no corta la no corta la

horizontal, pero…horizontal, pero…

SOLIDIFICACION DE EUTECTICOSSOLIDIFICACION DE EUTECTICOSeutécticos divorciadoseutécticos divorciados

CC11 corta la corta la

horizontal, pero…horizontal, pero…

TIPOS DE EUTECTICOSTIPOS DE EUTECTICOS