ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . SU MECANISMO DE FORMACION: Cuando tenemos un metal liquido, que se enfria lentamente, la solidificacin comienza en distintos puntos del seno de la masa metlica y comienzan a generarse porciones de cristal que se llaman granos. Es un lugar con equilibrio estable.GranoBorde de granoEl lmite entre dos granos , se llama borde de grano, contiene tomos no ordenados, impurezas, etc, lo que lo hace un lugar con equilibrio inestable, y tiene mayor energa libre que el grano.El borde de grano por sus caractersticas es el sitio de mayor reactividad a los cidos.

Si pulimos una superficie metlica y la atacamos con un reactivo acido, los bordes de granos se atacaran mas rpidamente que el resto del material. P.ej. Nital en aceros.

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . SU MECANISMO DE FORMACION: Si pulimos una superficie metlica y la atacamos con un reactivo acido, los bordes de granos se atacaran mas rpidamente que el resto del material. P.ej. Nital en aceros.Se origina una estructura llamada metalogrfica.Cuando existen varios constituyentes, los granos de uno de ellos se atacan mas que otros, destacndose as la estructura metalogrfica de donde se puede deducir el comportamiento del material.La tcnica metalogrfica consiste en poner en evidencia los distintos tipos de granos, llamados constituyentes metalogrficos, su tamao, forma, distribucin, caracterstica, etc. define la estructura del material.

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . ESTRUCTURAS METALOGRAFICASCLASIFICACION DE LAS DIFERENTES ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS.Estructuras de nucleacin y crecimiento ( Regulares e irregulares)Estructuras eutcticas o de coprecipitacin.Estructuras martensticas.Estructuras de compuestos ntermetlicos.

Cada tipo de estructura supone un comportamiento determinado de la aleacin Si conocemos el mecanismo de formacin de las estructuras, podemos modificarlas, utilizando un proceso llamado tratamiento trmico.

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOCasos en los que se presenta:Metal puroSoluciones slidasEstructuras de coladaEstructuras producidas por deformacin plsticaEstructuras producidas por recristalizacion y crecimientoEstructuras producidas por recristalizacion alotrpica.

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOSe trata del proceso en el que se forma una fase slida en el seno de un liquido.Para que se forme esta fase slida se necesita que la partculas varen su energa La energa de volumen Fv, depende del cubo del radio del grano que se esta gestando, es exotrmica, la energa de superficie del mismo grano, es funcin del cuadrado del radio y es endotrmica, la diferencia entre ambas energas, es lo que hace crecer o no al grano . Existe un radio crtico r*, a valores menores de r*el grano queda lquido, con valores mayores de r* el grano crece. Fv + Fs = Ft

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOLa solidificacin puede comenzar en distintos puntos simultneamente, normalmente alrededor de impurezas, cuanto menos impurezas, menos centros de nucleacin, tenemos granos gruesos. En el caso de materiales muy impuros los centros de nucleacin son muchos, los granos son chicos.Por ejemplo en los aceros, se usa aluminio como desoxidante, y se forma oxido de aluminio, (Al2O3), como el oxido de Al no se diluye en el acero, se forman muchas impurezas y por lo tanto grano chico, el Al es un achicador de grano.=[.En el caso de un metal puro ( todos los granos tienen la misma composicin, la solidificacin comienza a la misma temperatura.Si tenemos pocas impurezas : granos grandes.Si tenemos muchas impurezas: granos chicos.Grano gruesoGrano fino

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS . ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOEn el caso de solucin slida, aleacin formada por la unin de dos metales, o un metal y un no metal, tendremos un intervalo de solidificacin, quiere decir que uno comenzara a solidificar antes que el otro, tendremos dos estructuras una formada por el componente y el otro por el componente , el tamao de grano estar dado por la cantidad de impurezas que haya en el seno del lquido.

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOEstructuras de coladaLas estructuras de colada son aquellas que se forman al enfriarse el metal en forma arborecente, formando dendritos.Se enfrian preferentemente en los bordes de los moldes, o en moldes finos. El enfriamiento se produce muy rapidamenteDibujo FotomicrografiaDendritos de solucion solida.Laton colado

ESTRUCTURAS METALOGRAFICAS

ESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTORecristalizacion: es el caso de nucleacin y crecimiento de una fase slida dentro de otra fase slida ya existente.Si se quiere eliminar rastros de tratamientos anteriores, colada o deformaciones plsticas tales como forja, laminacin, traficacin, estampado en fro, hay que provocar un calentamiento para dotar a los tomos de la energa cintica necesaria para que se produzca el reacomodamiento de los granos, aparecen nuevos granos equiaxiales a partir de los granos pequeos rotos.

Granos deformados Granos recristalizadosGranos rotos

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASEnergia de deformacion:La energia necesaria para producir la recristalizacionEsta compuesta ademas de las energias de superficie y de volumen por. una nueva energia llamada de deformacion

ESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOFv + Fs+ + Fdef.+ = FtSi continuamos calentando los nuevos granos equiaxiales, estos comenzaran a agrandarse, a tal punto que que la resistencia a la traccion disminuye en gran forma.

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTO

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS FORMADAS POR ENFRIAMIENTO INTERMEDIO ESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOGranos equiaxiales de solucin slida; ferrita y eutectoide laminar: perlita. Estructura de acero SAE1045 en estado de recocido. Estructura en bandas, los constituyentes se disponen en hilerasEstructura de Widmansttten. Solucin solida blanca acicular y eutectoide fino. Acero SAE 1045 hipernormalizado. Ferrita acicular y perlita fina. Grano grande. Estructura de granos reticulares de solucion slida blanca y eutectoide laminar fino. Acero SAE 1045 normalizado. Ferrita reticular y perlita fina no resuelta

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS FORMADAS MEDIANTE RECRISTALIZACION ALOTROPICAEn el calentamiento de una aleacin como en el caso del acero que a 910 pasa de Fe (cubico a cuerpo centrado) a Fe (gamma) (cbico a cara centrada), la recristalizacion se produce sin deformacin plstica previa, esta se llama recristalizacion alotrpica.Simplemente se calienta hasta que la estructura se transforme en la estructura , luego se enfria lentamente y nuevamente pasa a la estructura ESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTO

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASEnfriamiento incorrectosESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTO

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASEnfriamientos incorrectos: Quedan vestigios de la deformacion plastica, se observan en el microscopio franjas que atraviesan los granos : se llaman maclas.

ESTRUCTURAS DE NUCLEACION Y CRECIMIENTOLas propiedades mecanicas correspondientes a estas estructuras de granos poligonales, constituyentes de nucleacion y crecimiento: son de baja dureza, altos valores de alargamiento ( plasticidad) y poca resistencia mecanica . A medida que aumenta el soluto baja la plasticidad y aumenta la resistencia

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASExisten aleaciones que en determinadas condiciones de concentracin y temperatura producen una precipitacin conjunta de dos o mas constituyentes mtalo grficos. La estructura que se obtiene se llama eutectica.Esto se produce solamente para una determinada concentracin de elementos qumicos de la aleacin y a una determinada temperatura. P/e. 30% de A, 70 % de By T C.La concentration se llama EUTECTICALa temperatura se llama EUTECTICA , ambas son unicas para esa aleacinESTRUCTURAS EUTECTICAS 0 DE COPRECIPITACION

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASLa cristalizacin eutectica no es instantnea y mientras se realiza la temperatura permanece constante y ocurre en toda la masa metlica, los granos que se forman son pequeos ESTRUCTURAS EUTECTICAS 0 DE COPRECIPITACION

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASSi el eutectico proviene de un liquido la estructura es globular , si proviene de un solido puede ser laminar o globular , si es laminar puede transformarse en globular mediante un tratamiento termico ESTRUCTURAS EUTECTICAS 0 DE COPRECIPITACION

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASUna aleacion puede estar formada por varios constituyentes metalograficos. Puede contener granos poligonales de solucion solida y zonas de eutectico.ESTRUCTURAS EUTECTICAS 0 DE COPRECIPITACION

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASProvienen de tratamientos termicos, de aleaciones que presentan diferentes alotropicos a distintas temperaturas. P/e, Fe Fe , la recristalizacion puede hacerse sin deformacion plastica. En esta recristalizacion intervienen dos mecanismos:La transposicion de la estructura cristalografica y la difusion.

La transposicion cristalografica, es muy rapida, se produce cuando la estructura alcanza la alta temperatura adecuada y se homogeiniza , entonces la estructura pasa a ser .Si el enfriamiento es muy lento entonces, los atomos del soluto tienen tiempo para difundir y tomar la configuracion de equilibrio. El mecanismo se llama difusionESTRUCTURAS MARTENSITICAS

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASSi en cambio el enfriamiento es rapido, la transformacion se cumple, pero la difusion, que es lenta, no alcanza a producirse, entonces la estructura que resulta es una red distorsionada e inestable. El tratamiento termico que se produce se llama transformacion martensitica, y la estructura resultante es martensita.

La martensita es una transformacion sin difusionESTRUCTURAS MARTENSITICAS

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS MARTENSITICASCasos de transformacion sin difusionAlto calentamiento y enfriamiento muy rapido

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASESTRUCTURAS MARTENSITICASLa estructura martensitica es muy dura y muy fragil, para disminuir esa fragilidad se hace un tratamiento a baja temperatura llamado revenido

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASSon compuestos quimicos de gran dureza y resistencia a la abrasion, corresponden a los componentes que presentan el punto de fusion mas alto.Cuando provienen de un liquido se presentan en forma de agujas o placas muy duras con interfases de poca cohesion, con el resto del material. Las aleaciones que las contienen son fragiles, duras y dificiles de maquinarESTRUCTURAS DE COMPUESTOS INTERMETALICOS24

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASCuando se originan en la aleacion ya solidificada se ubican en los bordes de grano formando redes de fragilidad.ESTRUCTURAS DE COMPUESTOS INTERMETALICOS

ESTRUCTURAS METALOGRAFICASSi se logra su precipitacion en forma de cristales aislados de pequeo volumen pueden usarse como elementos resistentes a la abrasion o cortantesESTRUCTURAS DE COMPUESTOS INTERMETALICOS26