Recristalización y Cinética de Reacciones de Estado Sólido

Recristalización

Proceso de Recristalización

La recristalización implica la formación de nuevos granos equiaxiales libres de tensión con baja densidad de dislocaciones, característica de un material sin deformar. Este proceso ocurre debido a la diferencia de energía interna entre los granos deformados y los no deformados. Nuevos granos se forman como núcleos muy pequeños y crecen hasta reemplazar completamente el material deformado, mediante difusión de corto alcance. Para este proceso se aplica un tratamiento de recocido a temperatura media, que elimina los efectos de endurecimiento producidos por la deformación consecuencia del trabajo en frío, realizado por encima de la temperatura de recristalización del material trabajado.

Temperatura de Recristalización

Temperatura en la que ocurre la recristalización completa en una hora. Esta temperatura suele estar entre 1/3 y ½ de la temperatura de fusión. Esta temperatura depende de:

• %CW: Disminuye con su aumento
• Presencia de aleantes: Aumenta con su presencia
• Tamaño de grano: Disminuye con el tamaño de grano

Factores que Afectan la Temperatura de Recristalización

• Porcentaje de trabajo en frío: A mayor porcentaje, mayor velocidad de recristalización y menor temperatura de recristalización. Existe un grado crítico de trabajo en frío por debajo del cual la recristalización no ocurre, generalmente entre 2 y 20 % de WC.
• Aleación: La recristalización ocurre más rápido en metales que en aleaciones. Al alear un material, aumenta la temperatura de recristalización.
• Condiciones de recocido: La reducción de la temperatura del recocido, el tiempo de calentamiento hasta la temperatura de recocido o el tiempo de recocido reducen el tamaño del grano.

Cinética de Reacciones de Estado Sólido

Etapas de las Reacciones de Estado Sólido

• Nucleación: Formación de núcleos de nueva fase capaces de crecer. Las posiciones favorables se encuentran en las imperfecciones, especialmente en los límites de grano.
• Crecimiento: Desaparece el volumen de la fase madre. La transformación es completa si el crecimiento de estas nuevas partículas de fases alcanza el equilibrio.

Ecuación de Avrami

Ecuación que describe la curva típica de las reacciones de estado sólido, en función del tiempo, donde n y k son constantes de la reacción independientes del tiempo.

Velocidad de las Reacciones Activadas Térmicamente

La velocidad aumenta o disminuye según el coeficiente de difusión, que depende de la temperatura.