RECRISTALIZACION
en metales y aleaciones
TRANSFORMACIONES DE FASE SÓLIDAS. CLASIFICACION
OBJETIVO
Analizar cinética de transformaciones difusivas:
Procesos de nucleación y crecimiento
Cinéticas isotérmicas Johnson Mehl,
Avrami y cinéticas de Arrhenius
Analizar la Recristalización y Crecimiento de Grano ( bordes de grano, intercaras)
RECRISTALIZACIÓN: Deformación- recuperación- recristalización- crecimiento
de grano
Nótese que el término recristalización se usa en forma
general y nombrando una etapa
90% 430s a 552 oC 865s a 552oC
10 18 deformado 85%
10 18 recuperación
1018 con 20 min. A 600oC
OBJETIVO:
Ablandar el material para seguir deformando
Obtener un tamaño de grano determinado:
(O sea obtener un cambio de propiedades al
modificar estructura)
ES UNA TRANSFORMACIÓN DIFUSIVA SIN
CAMBIO DE COMPOSICIÓN o
CONCENTRACIÓN
Ecuación Hall- Petch s = so + k/ d -½
RECRISTALIZACIÓN
:
• DEFORMACIÓN EN FRÍO PREVIA
ENERGIA ALMACENADA POR DEFORMACIÓN
• ∆ G = ∆ E + P∆V – T ∆ S • Para procesos en estado sólido (atmósféricos) P ∆ V es
insignificante
• El termino T ∆ S es muy reducido en comparación de
∆ E ( energía interna)
Por lo tanto ∆G = ∆ E = E a ( Energía almacenada por deformación)
ESTADO DE DEFORMACIÓN
• Mecanismos de almacenamiento de energía:
• -Por deformación elástica: e 2 G /2
• -Defectos de la red: 80% por dislocaciones; además vacancias
• (subgranos , si deslizan cruzado,)
Energía de deformación elástica
Subgranos
Variables de Almacenamiento de Energía Ea
• Deformación:
• a mayor deformación, MAYOR Ea
• Tamaño de grano:
• a mayor tamaño, MENOR Ea
• Pureza
• a mayor pureza, MENOR Ea
• Temperatura de deformación:
• a mayor temperatura, MENOR Ea
Variación de Propiedades
Variación de propiedades
RECUPERACIÓN ( Fuerza Motriz: energía
almacenada por la deformación)bajas temperaturas
RECRISTALIZACIÓN( Fuerza Motriz:
energía almacenada por la deformación)
____________________________________________
CRECIMIENTO DE GRANO(Fuerza Motriz: energía de
superficie)
ETAPAS DE LA RECRISTALIZACION
DEFORMACION EN FRÍO PREVIA
RECRISTALIZACIÓN
• ETAPA DE RECUPERACIÓN
Mecanismos de recuperación
• A temperatura Baja:
• A temperatura media
• A temperatura alta
Mecanismos de recuperación
Temperatura baja Migración de defectos puntuales a sumideros Combinación de defectos puntuales
Temperatura media
Rearreglo de dislocaciones Aniquilamiento de dislocaciones Crecimiento de subgrano
Temperatura alta Trepado de dislocaciones Coalescencia de subgranos Poligonización
COALESCENCIA
POLIGONIZACIÓN
Cinética Recuperación
• P = Propiedad Po = propiedad sin deformar
Pd = Propiedad en deformación Cd = Conc. defectos
P = Po + Pd
Pd = K Cd y P- Po = K Cd
P- Po = K Cd d ( P-Po) / t = d K Cd/ t
d Cd/t = Ki Cd *n exp-Q/RT, si n = 1 por cinética química
d( P- Po )/t = K Ki Cd exp-Q/RT pero KCd = P-Po
d(P-Po)/ ( P – Po) = Ki exp –Q/RT dt, integrando
ln P-Po = A exp –Q/RT t o en forma general
• F( P –Po) = A (exp-Q /RT) t
1/t = A exp-Q/RT
Cinética de recuperación
1/t = A exp-Q/RT
t= A exp Q/RT
Comentarios de la cinética de recuperación:
1-Al analizar Q se puede relacionar con
-movimiento de vacancias,
- formación de vacancias( implica trepado de dislocaciones)
2- Generalmente opera más de un mecanismo de recuperación
Y = 10459x – 32.488
Lnt = Q/RT –cte
Q = 10459 x 1.98 = 20708.82cal
Si T = -5oC = 268oK , sustituyendo
6.546 = 10459 (1/ 268) -32.48
Lnt= 6.546 t =696.49 s = 11.6 min.