Solidificacion1
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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