SOLIDIFICACION

Índice.
3- PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN. 2
3.1- Principios fundamentales. 2
3.3 Nucleación. 4
3.4 Refinación de grano. 8
3.5 Mecanismos de crecimiento. 9
3.6 Curvas de enfriamiento. 12
3.7 Estructura de la pieza colada. 14
3.8 Defectos de solidificación. 16
3.9 Procesos de vaciado para fabricar componentes. 19
3.10 Colada continua y vaciado de lingotes. 22
3.11 Solidificacióndireccional (DS), crecimiento de monocristales y crecimiento epitaxial. 24
3.12 Solidificación de polímeros y vidrios inorgánicos. 26
3.13 Unión de materiales metálicos. 28










UNIDAD 3.
3- PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN.
3.1- Principios fundamentales.
De todas las técnicas de procesamiento que se usan en manufactura de los materiales, es posible que la solidificación seala más importante. Todos los materiales metálicos así como muchos cerámicos, vidrios inorgánicos y polímeros termoplásticos son líquidos o están fundidos en algún momento durante su procesamiento. Al igual que el agua se congela y forma hielo, los materiales se solidifican al enfriarse por debajo de su temperatura de solidificación.
La solidificación de los materiales cristalinosrequiere dos pasos: en el primero, se forman en el líquido pequeños cristales ultrafinos, llamados núcleos de fase solida. En el segundo paso, que puede traslaparse con el primero, los pequeños cristales sólidos ultrafinos comienzan a crecer a medida que los átomos en el líquido se adhieren a los núcleos, hasta que ya no queda líquido. Algunos materiales como por ejemplo losvidrios inorgánicos de silicato, se solidifican sin desarrollar un orden de largo alcance; es decir, permanecen amorfos. Muchos materiales poliméricos pueden desarrollar cristanilidad parcial durante su solidificación o su procesamiento.
3.2-Importancia Tecnológica.
La capacidad de usar el fuego para producir, fundir y colar metales como cobre, bronce y acero se considera como unhito importante en la evolución de la especie humana. El uso del fuego para reducir los minerales naturales y obtener metales y aleaciones condujo a la producción de herramientas y otros productos útiles. Hoy miles años después, aún se considera a la solidificación es uno de los procesos de manufactura más importantes. Mediante el proceso de vaciado, cada año se producen variosmillones de libras de acero, aleaciones de aluminio, cobre y zinc. El proceso de solidificación también se usa para fabricar componentes específicos (por ejemplo aleación de aluminio para las ruedas de los automóviles).
En la industria se usa también el proceso de solidificación como paso de procesamiento primario para producir lingotes (piezas vaciadas sencillas y con frecuenciagrandes, que después se procesan para tener formas útiles). A continuación, los lingotes se trabajan en caliente o en frio, en el procesamiento secundario, para obtener piezas útiles (como laminas, alambres, varillas, placas, etc.). La solidificación se aplica también cuando se unen materiales metálicos con técnicas como soldadura, latonado y estañado.
También se usa la solidificaciónpara procesar vidrios inorgánicos; por ejemplo, el vidrio de silicato pasa por el proceso de vidrio flotado. Las fibras ópticas de gran calidad y otros materiales, como la fibra de vidrio, también se producen por la solidificación de vidrios fundidos. Durante la solidificación de vidrios inorgánicos se producen materiales amorfos, no cristalinos. En la fabricación devitrocerámicos, primero se da forma a los materiales, vaciando vidrios amorfos, y después se cristalizan con un tratamiento térmico para aumentar su resistencia. Muchos materiales termoplásticos, como el polietileno, cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno y otros más, se procesan para obtener formas útiles como (fibras, tubos, botellas, juguetes, utensilios, etc.) Con un proceso donde...