RECRISTALIZACION

en metales y aleaciones

TRANSFORMACIONES DE FASE SÓLIDAS. CLASIFICACION

OBJETIVO

Analizar cinética de transformaciones difusivas:

Procesos de nucleación y crecimiento

Cinéticas isotérmicas Johnson Mehl,

Avrami y cinéticas de Arrhenius

Analizar la Recristalización y Crecimiento de Grano ( bordes de grano, intercaras)

RECRISTALIZACIÓN: Deformación- recuperación- recristalización- crecimiento

de grano

Nótese que el término recristalización se usa en forma

general y nombrando una etapa

90% 430s a 552 oC 865s a 552oC

10 18 deformado 85%

10 18 recuperación

1018 con 20 min. A 600oC

OBJETIVO:

Ablandar el material para seguir deformando

Obtener un tamaño de grano determinado:

(O sea obtener un cambio de propiedades al

modificar estructura)

ES UNA TRANSFORMACIÓN DIFUSIVA SIN

CAMBIO DE COMPOSICIÓN o

CONCENTRACIÓN

Ecuación Hall- Petch s = so + k/ d -½

RECRISTALIZACIÓN

:

• DEFORMACIÓN EN FRÍO PREVIA

ENERGIA ALMACENADA POR DEFORMACIÓN

• ∆ G = ∆ E + P∆V – T ∆ S • Para procesos en estado sólido (atmósféricos) P ∆ V es

insignificante

• El termino T ∆ S es muy reducido en comparación de

∆ E ( energía interna)

Por lo tanto ∆G = ∆ E = E a ( Energía almacenada por deformación)

ESTADO DE DEFORMACIÓN

• Mecanismos de almacenamiento de energía:

• -Por deformación elástica: e 2 G /2

• -Defectos de la red: 80% por dislocaciones; además vacancias

• (subgranos , si deslizan cruzado,)

Energía de deformación elástica

Subgranos

Variables de Almacenamiento de Energía Ea

• Deformación:

• a mayor deformación, MAYOR Ea

• Tamaño de grano:

• a mayor tamaño, MENOR Ea

• Pureza

• a mayor pureza, MENOR Ea

• Temperatura de deformación:

• a mayor temperatura, MENOR Ea

Variación de Propiedades

Variación de propiedades

RECUPERACIÓN ( Fuerza Motriz: energía

almacenada por la deformación)bajas temperaturas

RECRISTALIZACIÓN( Fuerza Motriz:

energía almacenada por la deformación)

____________________________________________

CRECIMIENTO DE GRANO(Fuerza Motriz: energía de

superficie)

ETAPAS DE LA RECRISTALIZACION

DEFORMACION EN FRÍO PREVIA

RECRISTALIZACIÓN

• ETAPA DE RECUPERACIÓN

Mecanismos de recuperación

• A temperatura Baja:

• A temperatura media

• A temperatura alta

Mecanismos de recuperación

Temperatura baja Migración de defectos puntuales a sumideros Combinación de defectos puntuales

Temperatura media

Rearreglo de dislocaciones Aniquilamiento de dislocaciones Crecimiento de subgrano

Temperatura alta Trepado de dislocaciones Coalescencia de subgranos Poligonización

COALESCENCIA

POLIGONIZACIÓN

Cinética Recuperación

• P = Propiedad Po = propiedad sin deformar

Pd = Propiedad en deformación Cd = Conc. defectos

P = Po + Pd

Pd = K Cd y P- Po = K Cd

P- Po = K Cd d ( P-Po) / t = d K Cd/ t

d Cd/t = Ki Cd *n exp-Q/RT, si n = 1 por cinética química

d( P- Po )/t = K Ki Cd exp-Q/RT pero KCd = P-Po

d(P-Po)/ ( P – Po) = Ki exp –Q/RT dt, integrando

ln P-Po = A exp –Q/RT t o en forma general

• F( P –Po) = A (exp-Q /RT) t

1/t = A exp-Q/RT

Cinética de recuperación

1/t = A exp-Q/RT

t= A exp Q/RT

Comentarios de la cinética de recuperación:

1-Al analizar Q se puede relacionar con

-movimiento de vacancias,

- formación de vacancias( implica trepado de dislocaciones)

2- Generalmente opera más de un mecanismo de recuperación

Y = 10459x – 32.488

Lnt = Q/RT –cte

Q = 10459 x 1.98 = 20708.82cal

Si T = -5oC = 268oK , sustituyendo

6.546 = 10459 (1/ 268) -32.48

Lnt= 6.546 t =696.49 s = 11.6 min.