Endurecimiento, diagramas de fases y microsegregación en metalurgia

Resumen

El texto resume los mecanismos de endurecimiento de las aleaciones metálicas, en especial por solución sólida, y cómo este afecta a sus propiedades mecánicas y eléctricas. Además explica los diagramas de fases de solubilidad parcial, con sus líneas de solvus, zonas bifásicas y punto eutéctico. Por último, describe la microsegregación en la solidificación y los compuestos intermetálicos.

Puntos clave

El endurecimiento por solución sólida aumenta la resistencia al movimiento de las dislocaciones y depende de la diferencia de tamaños atómicos y de la cantidad de elemento de aleación.
Las aleaciones presentan mayor resistencia a la fluencia, resistencia a la tensión y dureza que los metales puros, pero menor ductilidad y conductividad eléctrica.
En un diagrama de solubilidad parcial, la línea de solvus indica el límite de solubilidad entre las soluciones sólidas α y β.
Entre las líneas de líquidus y sólidus coexisten zonas bifásicas donde conviven las fases sólida y líquida.
El punto eutéctico es la temperatura de solidificación más baja del diagrama, donde un líquido se transforma simultáneamente en dos sólidos.
La microsegregación interdendrítica hace que los centros de las dendritas sean ricos en el elemento de mayor punto de fusión, y puede provocar fragilidad.
Los compuestos intermetálicos forman una nueva fase con estructura y propiedades propias, generalmente muy duros y frágiles.

Ponte a prueba

ENDURECIMIENTO:Endurecimiento, por medio de la formación de soluciones sólidas, es provocado por el incremento de la resistencia al movimiento de las dislocaciones,El grado de endurecimiento por solución sólida depende de 2 factores: (1) diferencia entre los tamaños atómicos y (2) la cantidad del elemento de aleación agregado. Endurecimiento por solución sólida,Endurecimiento por deformación Endurecimiento por precipitación,;EFECTO DEL ENDURECIMIENTO SOBRE PROPIEDADES:La resistencia a la fluencia, resistencia a la tensión y dureza de la aleación son mayores que las de los metales puros., La ductilidad de la aleación es menor que la del metal puro, La conductividad eléctrica de la aleación es mucho menor que la del metal puro. DIAGRAMAS DE FASES SOLUBILIDAD PARCIAL Al igual que el diagrama binario de solubilidad total, el sistema está compuesto por dos componentes “A” y “B”. Sin embargo, se le denomina parcial porque la mezcla solo es soluble a ciertas condiciones de composición y temperatura.•Línea de solvus: Indica las temperaturas para las cuales una solución sólida (α ó β) entre A y B deja de ser soluble para transformarse en dos soluciones sólidas (α +β) de distinta composición en A y B. •Zonas bifásicas (α+L), (β +L): Entre líquidus y sólidus existen dos zonas donde coexisten las fases sólida y líquida. •Punto Eutéctico: Se refiere a la temperatura con el punto de fusión/solidificación más bajo posible en el diagrama de fases. Esto quiere decir que durante la solidificación de una aleación, los constituyentes (α+β) solidifican simultáneamente a partir del líquido (1Líquido↔2 Sólidos)

MICROSEGREGACIÓN :segregación interdendrítica y segregación central, ocurre en distancias cortas, con frecuencia entre los pequeños brazos dendríticos.-. Centros de las dendritas, que representan el primer sólido que se forma, son ricos en el elemento con el punto de fusión más alto de la aleación .-. Las regiones entre las dendritas son ricas en el elemento con el punto de fusión más bajo, dado que estas regiones representan el último líquido que se solidifica.-. La microsegregación puede ocasionar fragilidad

COMPUESTOS INTERMETÁLICOS:Contiene dos o más elementos metálicos o metaloides y produce una nueva fase con composición, estructura cristalina y propiedades propias, son muy duros y frágiles

Preguntas frecuentes

¿Qué provoca el endurecimiento por solución sólida?

Se produce por el incremento de la resistencia al movimiento de las dislocaciones. Su grado depende de la diferencia entre los tamaños atómicos y de la cantidad del elemento de aleación agregado.

¿Qué efecto tiene el endurecimiento sobre las propiedades de una aleación?

La resistencia a la fluencia, la resistencia a la tensión y la dureza aumentan respecto al metal puro. En cambio, la ductilidad y la conductividad eléctrica disminuyen.

¿Qué es el punto eutéctico?

Es la temperatura con el punto de fusión o solidificación más bajo posible en un diagrama de fases. En ese punto, un líquido solidifica simultáneamente en dos constituyentes sólidos.

¿Por qué se produce la microsegregación?

Ocurre en distancias cortas, sobre todo entre los pequeños brazos dendríticos, porque el primer sólido es rico en el elemento de mayor punto de fusión y el último líquido en el de menor punto de fusión.