Ferritas

MORFOLOGÍAS DE LA FERRITA

Ya sea que enfriemos lento o rápido una aleación específica, y dependiendo de si actúa un Mecanismo de Transformación Difusional o No Difusional, aparecerán un gran número de fases interesantes de estudiar, entre ellas, la formación de la Ferrita Widmanstatten típica de los aceros. Pero entonces surge la pregunta de cómo calcular matemáticamente o empiricamente lavelocidad de nucleación y de crecimiento de cada una de las fases?. La respuesta se encuentra en:

Ecuaciones Clásicas de Johnson Mehl Avrami cuyas modificaciones fueron presentadas por vez primera por los investigadores S. J. Jones y H. Bhadeshia en 1996 y revisadas en el mes de septiembre de 1998.
Este modelo describe en forma simple las transformaciones cinéticas que tienen lugar para una solafase simple, cuando una partícula que precipita efectivamente se forma dentro de una aleación cuando ésta se enfría. En este modelo inicial supone partículas de volúmen esférico que se forman luego de un tiempo específico. La razón de crecimiento G y el nivel de nucleación I se consideran constantes a partir del instante en que la muestra alcanza la temperatura de transformación isotermal.
Elproblema de este modelo incial es que se suponía que sólo una fase tenía lugar dentro de un rango determinado de temperatura, de modo que reacciones individuales sucedían dentro de dichos rangos no afectándose las fases unas a otras. Sin embargo, en la práctica esto no ocurre.
Por ello se amplió un poco más el modelo para casos en los que dos o más fases provenientes de la fase inicial austenitasucedieran simultaneamente. Se continuó considerando volúmenes esféricos para las partículas que precipitan, se mantuvo una tasa de crecimiento G y de nuclación I constantes, independientes de la temperatura o de la presencia de las otras fases, y se agregó una dependencia K real (no compleja) entre los volúmenes de nucleación de las dos o más fases.
No obstante, desde un punto de vista práctico, elmodelo no respondía a lo que experimentalmente se observaba en las fases que se presentaban. Por ello, hoy se ocupa un modelo generalizado de las ecuaciones clásicas de Johnson Mehl Avrami que analiza las Reacciones Simultáneas Complejas de dos o más fases que derivan de la austenita. De esta manera, las expresiones matemáticas que describirán la tasa de Crecimiento y de Nucleación serándistintas según la fase que tenga lugar, y dependerán de variables como la concentración de carbono, promedios de difusividad, así como de constantes clásicas tal como la Constante de Boltzmann, constante de Planck, Constante de Capilaridad definidas por los efectos capilares de Gibbs-Thompson, etc. Así las razones de crecimiento y nucleación serán funciones de la tempratura y del tiempo.
Adelante seexpondrá más detalladamente las ecuaciones que gobiernan la nucleación y el crecimiento para tres fases: la Ferrita Alotriomórfica, la Ferrita Widmanstatten y la Perlita. Por ser la Ferrita Alotriomórfica y la Perlita fases formadas por Mecanismo Difusional a partir de la Austenita, implica que la transformación cirstalina FCC a una menos densa BCC se efectuó por enfriamiento relativamente lento.Para el caso de la Ferrita Widmanstatten (f.W), por participar con intercambio ordenado de átomos, sin la existencia de suficiente movilidad para los átomos, la transformación cristalina densa FCC varía a BCC por enfriamiento rápido y brusco a bajas temperaturas.

¿Cómo definir el tamaño o diámetro de un grano de Austenita?
Para obtener un grano de austenita se debe someter la aleación a una altatemperatura y mantenerla en dicho valor por algunos minutos (temperatura de austenitización). Mientras más alta sea la temperatura mayor será el grano de austenita, y mientras menor sea dicha temperatura de austenitización el grano de austenita tendrá un diámetro pequeño, siendo su temperatura mínima el valor en torno a los 723ºC. Así por ejemplo, si deseamos tener un grano de austenita del...