solidificacion de materiales



UNIVERSIDAD DE LA COSTA



CIENCIA DE LOS MATERIALES

SOLIDIFICACIÓN EN METALES Y ALEACIONES




INTREGANTES


JESUS IRIARTE BROCHERO
EFREN ESQUIVEL VILLALOBOS
JAIME ALDANA JIMENEZ
SAMUEL BOHORQUEZ
JUAN MANUEL BUZON

PRESENTADO AL



ING. ANTONIO ARRAUT




FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL






BARRANQUILLA/ATLÁNTICO


21/03/2013TABLA DE CONTENIDO









INTRODUCCION



El proceso de solidificación de metales y aleaciones es fundamental en el desarrollo de las propiedades finales de estos materiales. Se considera a la solidificación como un problema de flujo de calor y flujo de fluidos, y la velocidad y forma de extracción del calor determina la velocidad de solidificación, y de cierta manera, el grado desegregación de soluto. Estos factores a su vez, determinan la morfología de crecimiento del material desde el estado líquido estableciendo así la microestructura característica. Bajo estas circunstancias, se analizan bajo bases termodinámicas, los fenómenos de flujo de calor y fluidos, los procesos de nucleación y crecimiento de cristales a partir de un líquido, y los procesos de segregación desoluto. Finalmente se correlaciona la microestructura obtenida del proceso de solidificación con las propiedades mecánicas importantes.













MARCO TEORICO

2.1 SOLIDIFICACION

La solidificación es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia de líquido a sólido. El proceso de solidificación de un metal o aleación es determinante para la calidad delproducto final, porque si el material queda defectuoso en esta etapa, será muy difícil efectuar las correcciones en el procesamiento posterior. La solidificación de metales y aleaciones es un importante proceso industrial ya que la mayoría de los metales se funden para moldearlos hasta una forma acabada o semi-acabada. En general, la solidificación de un metal o aleación puede dividirse en lassiguientes etapas:
1. Formación de núcleos estables en el fundido (nucleación)
2. Crecimiento del núcleo hasta dar origen a cristales, y la formación de una estructura granular.
El aspecto que cada grano adquiere después de la solidificación del metal depende de varios factores, de entre los que son importantes los gradientes térmicos.
Los granos denominados equiaxiales, son aquellos en que sucrecimiento ha sido igual en todas las direcciones. Los dos mecanismos principales por los que acontece la nucleación de partículas sólidas en un metal liquido son: nucleación homogénea y nucleación heterogénea.
Nucleación homogénea: se considera en primer lugar la nucleación homogénea porque es el caso más simple de nucleación. Esta se da en el líquido fundido cuando el metal proporciona por símismo los átomos para formar los núcleos.
Nucleación heterogénea: en este caso la nucleación sucede en un líquido sobre la superficie del recipiente que lo contiene, impurezas insolubles, u otros materiales estructurales.

Cuando se cuelan las aleaciones fundidas, se inicia la solidificación en las paredes del molde a medida que se enfrían. La aleación no se solidifica a una temperaturadeterminada, sino dentro de un intervalo de temperaturas. Mientras la aleación se encuentra en ese intervalo, tiene una forma pastosa que consiste en estructuras arborescentes llamadas dendritas y metal líquido. El tamaño y la forma de las dendritas dependen de la velocidad de enfriamiento. El metal líquido que se encuentra entre estas estructuras tridimensionales dendríticas, finalmente se solidificaformando una estructura completamente sólida que se denomina estructura granular. El estudio de las dendritas es importante pues fluye en las variaciones de composición, porosidad y segregación, y, por consiguiente, en las propiedades del metal salido del molde. La imagen muestra la estructura tridimensional de las dendritas formando durante la solidificación de una superaleacion con base de níquel....