qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvb nmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer ENVEJECIMIENTO POR SOLUCIÓN SÓLIDA tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas Dra Hazel Morales dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuio pasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghj klzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrty uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc NANOMATERIALES 18/02/2014 Mariel Gómez
INTRODUCCIÓN El endurecimiento máximo de los metales puros se obtiene por deformación en frío. En este caso, se produce un sistema de dislocaciones complejo que hace extremadamente difícil cualquier movimiento posterior. Los procedimientos utilizados para el endurecimiento de los metales puros pueden emplearse también para las aleaciones, sin embargo, existen otros métodos para aumentar su resistencia mecánica:
Los que se basan en reacciones en el estado sólido, halladas en un número relativamente pequeño de sistemas de aleación. Los que se basan en el endurecimiento por aleación (formación de soluciones sólidas o presencia de una segunda fase) que se produce en todas las aleaciones. Este método es el más común.
Endurecimiento por aleación Los elementos de aleación en solución sólida endurecen siempre el metal solvente. El endurecimiento producido por un determinado elemento de aleación parece depender de las diferencias en tamaño y la estructura electrónica que existen entre este elemento y el metal solvente. Si los átomos solutos se reúnen preferentemente alrededor de las dislocaciones, la fuerza necesaria para mover una dislocación puede aumentar considerablemente. Puesto que la matriz está en tensión en la región por abajo de la dislocación de borde, la energía del sistema disminuye cuando los átomos solutos se mueven desde posiciones al azar en la red a posiciones de esta región. Entonces se dice que la dislocación está bloqueada por una "atmósfera" de átomos del soluto. Cuando existe una segunda fase, se produce otro tipo de endurecimiento por aleación. Aunque una dislocación puede pasar a través de un conjunto de átomos de soluto separados, no puede hacer esto en el caso de partículas de una segunda fase. Por el contrario, la dislocación ha de ser forzada a pasar entre las partículas adyacentes dejando un anillo de dislocación alrededor de cada partícula. Reacciones en el estado sólido. El endurecimiento por aleación y la deformación en frío se aplican ampliamente, pero en ciertos sistemas de aleación es posible sustituirlos o aumentarlos por medio de las reacciones especiales de endurecimiento que se producen en el
estado sólido. Estas reacciones en el estado sólido son especialmente significativas por las siguientes razones: Aumentan la dureza muy por encima del grado posible conseguido en el endurecimiento por aleación.
No precisan que la pieza se deforme plásticamente. Permiten realizar el endurecimiento en el momento más conveniente del proceso de fabricación. Sin embargo, este tipo de endurecimiento tiene algunos inconvenientes No en todos los sistemas de aleación pueden producirse reacciones en el estado sólido.
Una reacción en el estado sólido en condiciones de equilibrio no conduce a un endurecimiento apreciable. Para producir el endurecimiento es necesario formar una estructura fuera de equilibrio El grado de endurecimiento producido por una reacción determinada en el estado sólida varía de sistema a sistema y puede ser insignificante en algunos casos. La aparición de una reacción dada debe considerarse condición necesaria pero no suficiente para el endurecimiento. Reacciones en el estado sólido capaz de producir aumentos útiles de dureza: a) Descomposición eutectoide. b) Precipitación en una solución sólida c) Ordenación de una solución sólida al azar. d) Reacción de difusión.
OBJETIVOS DEL ENVEJECIMIENTO
Aumentar la resistencia de muchas aleaciones de aluminio y otros metales. Crear, en una aleación tratada térmicamente, una dispersión densa y fina de partículas precipitadas en una matriz de metal deformable. Las partículas precipitadas actúan como obstáculos del movimiento de las dislocaciones y, así, refuerzan la aleación tratada térmicamente. El proceso para obtener una aleación endurecida por precipitación puede dividirse en tres partes:
1. Elección de la composición: El diagrama de equilibrio de la figura anterior es un sistema que puede mostrar endurecimiento como resultado de la precipitación de la fase (b) a partir de la solución sólida (a) sobresaturada. Aún cuando el efecto máximo de endurecimiento se produce, en este caso, con un contenido del 6% de metal B límite de solubilidad de este en el metal A, puede producirse cierto endurecimiento en todo el intervalo de composiciones en el que pueden existir en equilibrio las fases (a) y (b). En la práctica, se usan otras composiciones además de la que produce el máximo endurecimiento. 2. El tratamiento térmico de la solución (solubilización): El objeto de esta etapa, es disolver un máximo de la segunda fase en la solución sólida (a) y después, retener esta solución hasta alcanzar la temperatura ambiente. Esto se efectúa así:
Calentando la aleación hasta una temperatura elevada, pero inferior a la que produciría un crecimiento excesivo de grano o la fusión de uno de los constituyentes. Manteniendo esta temperatura desde una hasta varias horas, dependiendo dl espesor de la pieza para que pueda producirse la solución. Templado en agua hasta obtener una solución sólida sobresaturada (a) a la temperatura ambiente. Después del tratamiento de disolución la dureza es relativamente baja, pero superior a la del material enfriado lentamente y revenido.
3. Tratamiento de precipitación: Es necesario un tratamiento de precipitación de la aleación para la formación de un precipitado finamente disperso. La formación de dicho precipitado en la aleación es el objetivo del envejecimiento. El precipitado fino en la aleación impide el movimiento de las dislocaciones durante la deformación, forzando a que éstas pasen a través de las partículas de precipitado cortándolas o rodeándolas. La aleación resulta reforzada mediante esta restricción del movimiento de las dislocaciones durante la deformación. En esta etapa se obtiene la dureza máxima de estas aleaciones, la solución sobresaturada sufre cambios que conducen a la formación de la segunda fase.
ENDURECIMIENTO POR SOLUCIÓN SOLIDA Endurecimiento por solución solida se logra al añadirle impurezas al material. Dichas impurezas distorsionan la estructura cristalina donde se alojan debido a que tienen un tamaño diferente al de los átomos originales. A las dislocaciones les es más difícil moverse en las cercanías de las distorsiones que forman en la estructura cristalina lo cual causa que la resistencia del material aumente, es decir, el material requiere de una fuerza externa mayor para hacer que sus dislocaciones se muevan. La presencia de impurezas en el material también causa que las dislocaciones queden adheridas a la estructura cristalina. Impurezas de tamaño pequeño tienden a acumularse en la zona de compresión de las dislocaciones mientras que las impurezas de tamaño grande se acumulan en las zonas de tensión. Las impurezas buscan estas zonas porque son los lugares donde menos distorsión causará en la estructura cristalina, haciendo que la energía guardada en el material sea menor. El grado de endurecimiento que pueda lograrse debido a la solución solida depende de lo siguiente:
La diferencia de tamaño entre la impureza y los átomos originales. a mayor diferencia de tamaño se producen mayores distorsiones, haciendo más difícil el deslizamiento de las dislocaciones. La cantidad de impurezas que se le añadan.
Los campos de tensión generados por los átomos de soluto interactúan con los campos de tensión de las dislocaciones, promoviendo endurecimiento.
MATERIALES
Vaso Precipitado Agua Pinzas Mufla Muestra
PROCEDIMIENTO
Se introdujo la muestra en la mufla, se manejo una temperatura elevada de 500°C por una hora. Se saco la muestra después de la hora a la temperatura ya mencionada y se sumergió en agua inmediatamente. Después se bajo la temperatura de la mufla a 100°C y se volvió a colocar la muestra durante otra hora.
OBSERVACIONES Después del tratamiento de envejecimiento se observó que la estructura de los limites de grano cambio.
CONCLUSIONES El envejecimiento nos sirve para hacer más duro nuestro metal ya que con el cambio térmico que provocamos, estamos cambiando el acomodo de los átomos en la estructura cristalina de nuestro material, ya sea con granos mas grandes o más pequeños, los cuales permiten que el movimiento del las dislocaciones sea más limitado. Dándole mayor dureza al material.
REFERENCIAS http://www.utp.edu.co/~publio17/endurecimiento.htm http://www.uca.edu.sv/facultad/clases/ing/m210031/Tema%2012.pdf http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/endurecimiento.pdf
