Endurecimieno por envbejecimiento

Hernández Mendoza, Ilse Irene
Práctica 3
Endurecimiento por Envejecimiento o Precipitación

Objetivos Particulares:
Estudiar diagramas de fase con presencia de soluciones solidas parciales. Investigar sus aplicaciones industriales.
Analizar el efecto de las variables que afectan el endurecimiento por precipitación. Caso: Temperatura, tiempo y Composición Química.
Fabricar aleacionesque forman soluciones sólidas parciales.
Evaluar el efecto de los tratamientos térmicos sobre la microestructura y propiedades mecánicas finales en una pieza.
Determinar la microestructura obtenida y relacionarla con el proceso de fabricación.
Relacionar la dureza obtenida con las propiedades mecánicas de la aleación.
Introducción
Sólo hay dos métodos principales para aumentar laresistencia y la dureza de una aleación dada: trabajo en frío o tratamiento térmico. El proceso de tratamiento térmico más importante para aleaciones no ferrosas es el endurecido por envejecimiento o por precipitación. Para aplicar éste tratamiento térmico, el diagrama de equilibrio debe mostrar solubilidad sólida parcial, y la pendiente de la línea de solvus debe ser tal que haya mayor solubilidad a unatemperatura mayor que a una menor. En la figura 6.24 se satisfacen estas condiciones. Considérese el lado izquierdo del diagrama que implica la solución sólida α. Las composiciones de la aleación que pueden endurecerse por envejecimiento se escogen en las composiciones ligeramente a la izquierda del punto F, con 20% de B, y en el punto H, con 10% de B. Comercialmente, la mayoría de las aleacionesque se pueden endurecer por envejecimiento se escogen de composiciones ligeramente a la izquierda del punto F, aunque el máximo efecto de endurecimiento se obtendría por una aleación 20% de B. La fase disuelta puede ser una solución sólida terminal (como en este caso) o una fase intermedia de aleación. Generalmente se necesitan dos etapas en un tratamiento térmico para producir endurecido porenvejecimiento: tratamiento térmico de solución y envejecido.
Tratamiento de solución: Si la aleación 4 de la figura 6.24 se recalienta hasta el punto M, todo el exceso de β se disolverá y la estructura será una solución sólida α homogénea. Entonces la aleación se enfría con rapidez a una temperatura ambiente. Con el exceso de β atrapado en la solución, resulta una solución sobresaturada. El templadose lleva a cabo generalmente en un baño de agua fría o por medio de un rocío de agua. La operación de templado drástico tiende a generar tensiones, las cuales suelen dar como resultado distorsión, sobre todo si las partes están diseñadas intrincadamente. En tales casos, el agua en ebulliución puede emplearse como medio de temple para minimizar la distorsión. Si α es una fase dúctil, la aleaciónserá dúctil inmediatamente después del templado, lo cual permite que las partes combadas o distorcionadas se endurecen con facilidad. Las operaciones de enderezamiento deben llevarse a cabo tan pronto como sea posible después del templado.
Proceso de Envejecido: La aleación, como se encuentra después de templarse, es una solución sobresaturada sólida y se encuentra en un estado inestable. Elexceso de soluble tendrá a salir de la solución y la velocidad a que ocurre la precipitación varía con la temperatura. En la figura 6.33 muestra el efecto de las tres temperaturas en curvas de envejecimiento de una aleación de hierro. A baja temperatura, la razón de difusión es tan lenta que no hay precipitación apreciable. A temperatura de T3, el endurecimiento se presenta pronto, debido a la rápidadifusión, pero los efectos suavizantes también se aceleran, dando como resultado una dureza máxima menor. La temperatura optima parece ser T2, a la que ocurre el máximo endurecimiento dentro de un tiempo razonable. Aquellas aleaciones en que la precipitación tiene lugar a temperatura ambiente, se conocen como aleaciones de envejecimiento natural, en tanto que las que necesitan recalentamiento a...