Resumen solidificacion

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RANDY SUAREZ LUQUE
CHRISTIAN OTERO LEIRO
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Trabajo presentado a:
Prof. Fabio Bermejo
En la asignatura de:
MATERIALES Y PROCESOS 1
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BARRANQUILLA
UNIVERSIDAD DEL NORTE
DISEÑO INDUSTRIAL
2010
1. SOLIDIFICACION E IMPERCCIONES CRISTALINAS

Cuando se inicia la solidificación dentro de las paredes delmolde las dendritas empiezan a actuar ya que el estudio de este es importante pues influye en las variaciones d la composición, porosidad y segregación, y, por consiguiente en las propiedades del metal salido del molde.
{text:list-item} La solidificación de los metales y aleaciones es un importante proceso industrial, dado que la mayoría de metales se funden para moldearlos comoproductos semiacabados o acabados
Esta se puede dividir en las siguientes etapas:
a) la formación de núcleos estables en el fundido
b) el crecimiento de núcleos para formar cristales y la formación de una estructura granular
1.1.1 Formación de núcleos estables en metales líquidos
Los dos mecanismos principales por lo que tiene lugar la nucleacion de partículas solidas en un metal líquido,son: la nucleacion homogénea y la nucleacion heterogénea
*a) La nucleacion* homogénea: es el caso mas simple de la nucleacion tiene lugar en el liquido fundido cuando el metal proporciona por si mismo átomos que se requieren para formar los núcleos, puede requerir de un nivel alto de subenfrimiento.
Energías que participan en la nucleacion homogénea
-Energía libre de volumen liberada porla transformación de líquido ha solido
-Energía libre de la superficie necesaria para formar nuevas superficies solidas de las partículas solidificadas
El cambio de energía libre total para la formación de un embrión esférico o de de un núcleo de radio r formado por enfriamiento de un metal, puro esta dado por la ecuación:
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{draw:frame} {draw:frame} = cambio deenergía libre total
{draw:frame} {draw:frame} = radio del embrión o del núcleo
{draw:frame} {draw:frame} = cambio de energía libre voluntaria
{draw:frame} {draw:frame} = energía libre de superficie especifica
Un sistema varía de un estado de mayor a menor energía. En la solidificación de un metal puro si el radio es menor al del critico la energía puede disminuir y las partículas sevuelven a disolver, por lo que los embriones pueden volver a disolverse en el metal liquido, pero si las partículas tienen radios mayores a r, la energía del sistema puede hacerse menor cuando estas partículas se conviertan en partículas grandes o cristales
Hay una relación entre el tamaño del núcleo crítico, la energía libre superficial y la energía libre voluntaria para la solidificación de unmetal puro, diferenciando la ecuación anterior
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A medida que aumenta el subenfriamiento, el tamaño del núcleo crítico disminuye. El subenfriamiento máximo para la nucleacion homogénea en metales puro presentado es de 327 a 1772ºC.El tamaño crítico del núcleo esta relacionado con el subenfrimiento por larelación
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{draw:frame} {draw:frame} = radio critico del núcleo
{draw:frame} {draw:frame} =energía libre superficial
{draw:frame} {draw:frame} = calor latente de fusión
{draw:frame} {draw:frame} =cantidad de subenfriamiento a la que se ha formado el núcleo
b) Nucleacion heterogénea: tiene lugar en un líquido sobre la superficie del recipiente que lo contiene, lasimpurezas insolubles u otros materiales estructurales disminuyen la energía libre necesaria para formar un núcleo estable.
Para que suceda una nucleacion heterogénea, el agente de nucleacion solido (impureza solida o recipiente) debe ser mojado por el metal liquido, el liquido debe solidificar fácilmente en el agente de nucleacion .La nucleacion heterogénea ocurre sobre el agente de...