metodologia

1.3 Marco Teórico:
1. SOLIDIFICACIÓN:
La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido producido por una disminución en la temperatura. Es el proceso inverso a la fusión.
Cuando agregamos energía en forma de calor a un metal, este cambia el sistema de fuerzas que libera a los átomos juntos. En consecuencia conforme se agrega calor,los enlaces que unen a los átomos se rompen y los átomos son libres de moverse como un líquido.Cuando solidifica un lingote ocurren tres fases separadas en distintas características de tamaños y formas cristalinas, llamadas zonas.

Fig: Estructura de tres zonas de un lingote.
Zona equiaxial:
No se encuentran en los metales puros dentro del líquido del centro del lingote generalmente hay muchospequeños granos equiaxiales suspendidos en todas partes. a medida que continúa la solidificación, estos pequeños granos empiezan a crecer juntos hasta que finalmente bloquea en forma efectiva el movimiento hacia adentro de los granos columnares. este punto se llama “transición de columna a equiaxial”.de nuevo las intercaras sólido –liquido de estos granos flotantes son dendríticos.
Por medio deun control apropiado es posible obtener granos y totalmente columnares o totalmente equiaxiales. a fin de obtener una transición de columnar a equiaxial en un lingote, es evidente que los granos equiaxiales deben: Ser producidos en el centro del lingote y no fundir en la región central más caliente.
Zona columnar:
Los granos de la zona de enfriamiento rápido tiene intercaras dendríticas.Algunos de estos granos tendrán sus dendritas perpendicularmente a la pared, mientras que otros tendrán sus ejes dendríticos en un ángulo con la pared del molde.
Por un proceso de crecimiento competitivo los granos con dendritas perpendiculares a la pared del molde tienden a presionar a los granos, de modo que la zona columnar consiste en granos relativamente alargados orientados cristalográficamentecon sus direcciones dendritas paralelas a la dirección del flujo del calor. Los granos columnares crecen hacia el centro del lingote a lo largo de las direcciones de flujo térmico atrás de una intercara dendrítica que avanza.


Fig: zona equiaxial y zona de dendritas o zona columnar.


Zona de enfriamiento rápido o brusco:
La estructura de esta zona consiste en muchos granos pequeños casiequiaxiales, sigue el contorno del molde consistente en pequeños cristales de tamaños iguales. Aparentemente la nucleación por lo general se produce a partir de sitios muy pequeños a lo largo de la pared del molde provocándose esta fina estructura de grano. Sin embargo esta estructura no crece mucho hacia adentro antes de que emerja la estructura columnar.
Para el caso de metales puros, cuando sevierte el metal puro en un molde, las paredes del último, que están a una temperatura mucho más bajo (usualmente temperatura ambiente) que el líquido enfría rápidamente la capa del líquido con la que están en contacto. Como resultado, se caerá la temperatura del metal líquido, a una corta distancia de las paredes del molde, por debajo de la temperatura de solidificación de equilibrio.
Debido a larapidez con la que desciende la temperatura del líquido, resulta usualmente una considerable magnitud de sobre enfriamiento. Cuando ocurre la nucleación (de ordinario heterogénea), su velocidad será relativamente rápida, resultando que el tamaño promedio de grano de este sólido será pequeño.
Debido a que los cristales se forman independientemente, sus orientaciones serán causales. Finalmentecomo el crecimiento es limitado por cristales vecinos similares nucleados a tiempos aproximadamente idénticos, sus zonas serán casi uniformes y su estructura se dice que es casi equiaxial. Los cristales en la zona de enfriamiento rápido se desarrollan tanto por nucleación como, por crecimiento. Los núcleos cristalinos se forman en el líquido y crecen en tamaño hasta que hacen contacto con los...