Endurecimiento

Lab. Ingenieria de Materiales 2 Departamento de Ing. Mecánica Lectura previa practica1
ENDURECIMIENTO POR ENVEJECIMIENTO Históricamente, el descubrimiento accidental del endurecimiento por precipitación se hizo en las aleaciones de aluminio. Este procedimiento se descubrió en Alemania, cuando se repitió el ensayo de dureza a una muestra de Duraluminio, una aleación de aluminio y cobre, despuésde que había permanecido un tiempo en el laboratorio. Al repetir el ensayo se observo una dureza mucho mayor. El primer nombre que se dio al fenómeno fue el de endurecimiento por envejecimiento. Los estudios sobre este fenómeno pusieron de manifiesto que este también ocurría en otros sistemas de aleación, y que la razón del endurecimiento es la formación de precipitados en las solucionessobresaturadas. Por tanto, el nombre correcto del fenómeno es endurecimiento por precipitación, aunque todavía se le conoce como endurecimiento por envejecimiento. Los requisitos fundamentales para que una aleación presente endurecimiento por envejecimiento sean los siguientes: (1) Que la aleación presente solubilidad creciente de un soluto o de una segunda fase a medida que la temperatura aumenta. (2) Queel material a alta temperatura, el cual hay más solutos en solución, puede ser templado o congelado cuando la aleación se enfría a la temperatura ambiente o por debajo de ella. Esto implica que la curva C de la aleación presente un régimen de enfriamiento crítico factible y razonable con los medios de inmersión disponible. Puesto que la aleación templada contiene más soluto a temperatura ambienteque cuando está en equilibrio, se trata de una solución sobresaturada, inestable, que tiende a precipitar el exceso de solución o fase.

Con base a estos requisitos, el proceso de tratamiento térmico para conseguir el endurecimiento por precipitación consiste en las etapas siguientes, las cuales se ilustran en el esquema.

(1) Recocido por disolución. El término “disolución” indica que secalienta la aleación a una temperatura en la que aumenta la cantidad de soluto en la solución sólida. “Recocido” indica que el calentamiento también reblandece la aleación. (2) Templado para formar una solución sobresaturada. Ésta etapa más crítica de la serie de procedimientos de tratamiento térmico. La velocidad de templado debe ser mayor que la velocidad de enfriamiento crítico para conservar lacomposición a la temperatura de recocido por disolución y para formar una solución sobresaturada del soluto o fase. Esto crea la fuerza impulsora de la precipitación del soluto o fase en exceso. (3) Precipitación del exceso de soluto o fase. El endurecimiento de la aleación se consigue precipitando el exceso de soluto o fase en forma de un precipitado transitorio, metaestable y coherente. Elendurecimiento se debe a la formación de la red (deformación coherente) inducido por el precipitado coherente. Cuando la precipitación se hace a temperatura

ambiente, se trata de un envejecimiento natural; cuando se hace a temperaturas más altas, se llama envejecimiento artificial. Los tratamientos térmicos de precipitación de las aleaciones de aluminio son, por lo general, procedimientos de largaduración a baja temperatura. Las curvas de endurecimiento por precipitación. Las curvas de envejecimiento muestran cambios de dureza o de resistencia con el tiempo a temperatura constante.

manganeso presentan un grado considerable de precipitación cuando se trata térmicamente, pero los cambios que se observan en las propiedades mecánicas son relativamente insignificantes y las aleaciones son, portanto, no tratables térmicamente. Los principales sistemas de aleación de aluminio tratables térmicamente son os siguientes: • • • • Sistema de aluminio-cobre con endurecimiento por CuAl2 (2XXX) Sistema de aluminio-magnesiosilicio con endurecimiento por Mg2Si (6XXX) Sistema de aluminio-magnesiozinc con endurecimiento por MgZn2 (7XXX) Sistema de aluminio-litio con endurecimiento por Al3Li.

El...