Ferrita
Páginas: 7 (1714 palabras)
Publicado: 3 de septiembre de 2012
6.2.2. Nucleación de ferrita Dentro de los Granos
Si el tamaño de grano de la austenita es pequeño, la ferrita que nuclea en los límites de cada grano crecerá, y el carbono expulsado difundirá hacia el centro del grano, elevando su contenido de carbono y aliviando la sobresaturación. Cuando dentro de los granos, la velocidad de nucleación es más baja, el volumen es grande, y se forman allínúcleos que pueden ser de dos tipos, Widmastatten o bloques de ferrita, que a veces se denominan idiomorfos. En la fig. 6.10 se obtuvo un tamaño de grano basto, mediante calentamiento a una elevada temperatura dentro de la región austenitico, para permitir el crecimiento de grano. Durante el enfriamiento, se forma en la austenita una red de ferrita widmastatten.
Para el ∆T más grande, aumenta lavelocidad de nucleación, y la nucleación dentro de los granos será mayor porque no hay tiempo para que el carbono difunda hacia el centro del grano desde la ferrita en el límite de grano.
Una regla general es que, la fase que crezca más rápidamente, tendera a ocupar la mayor cantidad de micro estructura.
La fig. 6.11 da ejemplos de la variación de la morfológica de la ferrita proeutectoide con elaumento de ∆T. A medida que aumenta ∆T, aumenta la finura y desaparecen los bloques de ferrita.
6.3 REACCION PERLITICA; CRECIMIENTO COOPERATIVO
Aleaciones ferrosas con menos de 0.8% C, la ferrita es el micro constituyente proeuctectoide. Aleaciones mayores a 0.8% C, se encontraran muchos de los mismos tipos de morfologías, ahora la fase proeuctectoide es el carburo Fe3C. La velocidad dedifusión del carbono juega un papel importante en la determinación de la velocidad y morfología de crecimiento .Así la distribución del carbono en la austenita frente a la partícula de carburo que crese, es la mostrada en la Fig. 6.12.
Nuclean tanto el carburo como la ferrita y cresen juntos, el carbono expulsado por la ferrita drena hacia lamina de carburo por ambos lados. La estructura laminar de lasdos fases avanza conjuntamente hacia la austenita inestable. El producto resultante se denomina perlita
En la fig. 6.13 se aprecia que el crecimiento de la perlita, es similar al de un eutéctico laminar. A una escala basta, la nucleación y el crecimiento de las colonias ajusta que conducen al tratamiento de la cinética de transformación, en términos de N y G.
6.3.1 Ecuaciones de VelocidadSi X es igual a la fracción de un volumen unitario transformado, entonces dX/dt = Ap
G, donde Ap es la área de la intercara de perlita- austenita por unidad de volumen y g es la velocidad de la intercara, Ap es precisamente dos veces el área del límite de grano Alg, porque la perlita crese avanzando a ambos lados de los limites de grano. Entonces en este limite
dXdt≈2 Aig G
La fig. 6.15muestra la variación de X con el tiempo para el caso donde los límites de grano se saturen muy pronto con núcleos de perlita. En este caso, X (t) está determinada completamente por la velocidad de crecimiento y la diminución de Ap a medida que la perlita crese hacia la austenita.
El caso donde Nlg sea más pequeño, y los nódulos de perlita no se traslapen, con ∆T pequeños. Los núcleos se forman enlos límites de grano, el numero de núcleos por unidad de volumen después del tiempo t, la velocidad de nucleación por unidad de área de limite de grano de austenita Nlg veces Alg, integrada a través del tiempo,
Nv (t) = 0tAlg Nlg dτ
Alg es el área de límites de grano de austenita por unidad de volumen. El radio aumentara a una velocidad constante G= dr/dt. Si t=0 su radio es r= Gt. En t= τsu radio es r= G (t-τ), su área superficial A= 4πG^2 (t-τ) ^2, entonces la fracción de volumen será:
X= 2π0tAlg Nlg G2(t-τ)^2dτ
Si Nlg no es constante, si no que aumenta con el tiempo, es decir que, Nlg = kr^2. Mientras más límites de grano estén libres de perlita, Alg será constante
X= 2πAlgkG^2 0tτ2 t-τ2dτ para X<<1
Ó
X=2πAlg k G2t515
Cuando la perlita cubra una fracción...
Si el tamaño de grano de la austenita es pequeño, la ferrita que nuclea en los límites de cada grano crecerá, y el carbono expulsado difundirá hacia el centro del grano, elevando su contenido de carbono y aliviando la sobresaturación. Cuando dentro de los granos, la velocidad de nucleación es más baja, el volumen es grande, y se forman allínúcleos que pueden ser de dos tipos, Widmastatten o bloques de ferrita, que a veces se denominan idiomorfos. En la fig. 6.10 se obtuvo un tamaño de grano basto, mediante calentamiento a una elevada temperatura dentro de la región austenitico, para permitir el crecimiento de grano. Durante el enfriamiento, se forma en la austenita una red de ferrita widmastatten.
Para el ∆T más grande, aumenta lavelocidad de nucleación, y la nucleación dentro de los granos será mayor porque no hay tiempo para que el carbono difunda hacia el centro del grano desde la ferrita en el límite de grano.
Una regla general es que, la fase que crezca más rápidamente, tendera a ocupar la mayor cantidad de micro estructura.
La fig. 6.11 da ejemplos de la variación de la morfológica de la ferrita proeutectoide con elaumento de ∆T. A medida que aumenta ∆T, aumenta la finura y desaparecen los bloques de ferrita.
6.3 REACCION PERLITICA; CRECIMIENTO COOPERATIVO
Aleaciones ferrosas con menos de 0.8% C, la ferrita es el micro constituyente proeuctectoide. Aleaciones mayores a 0.8% C, se encontraran muchos de los mismos tipos de morfologías, ahora la fase proeuctectoide es el carburo Fe3C. La velocidad dedifusión del carbono juega un papel importante en la determinación de la velocidad y morfología de crecimiento .Así la distribución del carbono en la austenita frente a la partícula de carburo que crese, es la mostrada en la Fig. 6.12.
Nuclean tanto el carburo como la ferrita y cresen juntos, el carbono expulsado por la ferrita drena hacia lamina de carburo por ambos lados. La estructura laminar de lasdos fases avanza conjuntamente hacia la austenita inestable. El producto resultante se denomina perlita
En la fig. 6.13 se aprecia que el crecimiento de la perlita, es similar al de un eutéctico laminar. A una escala basta, la nucleación y el crecimiento de las colonias ajusta que conducen al tratamiento de la cinética de transformación, en términos de N y G.
6.3.1 Ecuaciones de VelocidadSi X es igual a la fracción de un volumen unitario transformado, entonces dX/dt = Ap
G, donde Ap es la área de la intercara de perlita- austenita por unidad de volumen y g es la velocidad de la intercara, Ap es precisamente dos veces el área del límite de grano Alg, porque la perlita crese avanzando a ambos lados de los limites de grano. Entonces en este limite
dXdt≈2 Aig G
La fig. 6.15muestra la variación de X con el tiempo para el caso donde los límites de grano se saturen muy pronto con núcleos de perlita. En este caso, X (t) está determinada completamente por la velocidad de crecimiento y la diminución de Ap a medida que la perlita crese hacia la austenita.
El caso donde Nlg sea más pequeño, y los nódulos de perlita no se traslapen, con ∆T pequeños. Los núcleos se forman enlos límites de grano, el numero de núcleos por unidad de volumen después del tiempo t, la velocidad de nucleación por unidad de área de limite de grano de austenita Nlg veces Alg, integrada a través del tiempo,
Nv (t) = 0tAlg Nlg dτ
Alg es el área de límites de grano de austenita por unidad de volumen. El radio aumentara a una velocidad constante G= dr/dt. Si t=0 su radio es r= Gt. En t= τsu radio es r= G (t-τ), su área superficial A= 4πG^2 (t-τ) ^2, entonces la fracción de volumen será:
X= 2π0tAlg Nlg G2(t-τ)^2dτ
Si Nlg no es constante, si no que aumenta con el tiempo, es decir que, Nlg = kr^2. Mientras más límites de grano estén libres de perlita, Alg será constante
X= 2πAlgkG^2 0tτ2 t-τ2dτ para X<<1
Ó
X=2πAlg k G2t515
Cuando la perlita cubra una fracción...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.