Realizado por :Alejandro Martínez SteeleMiriam Andrés Martín

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

• Características y propiedades• Aplicaciones:

– Aceros Fe-C– Cerámicas– Materiales con memoria de forma

CaracterísticasCaracterísticas

Transformación difusiva

Transformación martensítica

Muestra padre

Existe correspondencia entre los átomos del estado inicial y final del proceso

Mezcla de átomos, no hay correspondencia entre estado inicial y final

El átomo conserva los mismos

vecinos

Atérmicas

Dependen de la temperatura, no del tiempo

Mecanismo : cizallamiento coordinado de la red cristalina desplazamiento atómico menor que la distancia entre átomos la fase inicial y la final tienen la misma composición. Produce cambios estructurales

Mecanismo controlado por la intercara

El interés de las transformaciones martensíticas radica en que tiene unas propiedades distintas al del resto

Propiedades

Histéresis de temperatura

Autoacomodamiento

Termoelasticidad

Histéresis de temperaturas

Ms: temperatura de inicio de la transformación directa (austenita martesita)

Mf: temperatura del fin de la transformación directa

As: temperatura de inicio de la transformación inversa (martensita austenita)

Af: temperatura del fin de la transformación inversa

Autoacomodamiento Durante el enfriamiento de un monocristal de austenita,

se produce un cierto número de dominios martensíticos que tienen la misma estructura cristalina y difieren únicamente en su orientación y planos de coexistencia.

Transformaciones martensíticas en aceros

Fe-C

Austenita-Austenita- MartensitaMartensitaTemplado rápidoTemplado rápidoTemplado rápidoTemplado rápido

ModificaciónModificaciónModificaciónModificación

Estructura atómica:Estructura atómica:

Solución sólida intersticial Solución sólida intersticial sobresaturada de C en Fesobresaturada de C en Fe

Diagrama de Diagrama de transformación transformación

isotérmica isotérmica

de acero eutectoidede acero eutectoide

Diagrama de Diagrama de transformación transformación

isotérmica isotérmica

de acero de acero nono eutectoideeutectoide

Microestructura de martensitas Fe-C

C0.6%cintas de diferentes pero limitadas orientaciones. Estructura muy distorsionada y con muchas dislocaciones 1.0%Cláminas de distintos tamaños y con estructura fina de placas paralelas. Normalmente rodeadas de austenita 0.6%C1.0%mezcla de cintas y láminas

Estructura atómica de martensitas Fe-C

Conforme aumenta el porcentaje de carbono, más sitios intersticiales se llenan con átomos de carbono haciéndose la estructura tetragonal de la martensita más pronunciada:

FCC

BCC

BCT

Composición = Composición Composición = Composición

Fase Madre (austenita) Fase Producto (Martensita)Fase Madre (austenita) Fase Producto (Martensita)

Las posiciones relativas de Las posiciones relativas de

los átomos no se modificanlos átomos no se modifican

Transformaciones martensíticas en Transformaciones martensíticas en cerámicascerámicas

Propiedades mecánicas Fractura frágil

Fluencia

Aumento de tenacidad

Circonia, estructura polimorfa que se puede presentar en las estructuras: cúbica (c), tetragonal (t) y monoclínica (m).

2Cº1170

Cº950

2Cº2200

2Cº2680 ZrOmZrOtZrOcFundido

o Martensítica o Incremento de volumen de 3%

Buena resistencia

Dos mecanismos

Refuerzo por microgrietas.

aumentan la resistencia por su interacción con la grieta de propagación

Refuerzo por transformación

campo de tensiones locales induce la transformación de las partículas de circona tetragonal del amatriz en una circona monoclínica

Morfología de los precipitadosMorfología de los precipitados

Mg-PSZ Ca-PSZ Y-PSZ

Para que se puedan producir los mecanismos de memoria de forma y superelasticidad la transformación tiene que cumplir:

pequeña histéresis de temperaturas (hasta decenas de grados)

interfase móvil entre los dominios de la martensita y la austenita

transformación reversible cristalográficamente

Mecanismos de memoria de forma y superelasticidad

Mecanismos de memoria de forma y superelasticidad

memoria de forma

superelasticidad

(1) Cable Ti-Ni recto en fase austenita(2) Deformación del cable en fase martensítica(3)-(5) Recuperación de la forma original por calentamiento a temperaturas por encima de Af

Recuperación de una elongación superior al 10% en un cristal de

Cu-Al-Ni

Aplicaciones de Aplicaciones de materiales con materiales con

memoria de memoria de formaforma

Aplicaciones de Aplicaciones de materiales con materiales con

memoria de memoria de formaforma

Acoplo de tuberías

Válvula de mezcla de temperaturas

Sistema de ajuste automático del nivel de aceite en el motor de un tren

de alta velocidad

Aplicaciones médicasPrevención de embolias y posibles

ataques

o Se introduce en un catéter aplicándole una carga de compresión Aumento de la rigidezo Dentro de la arteria la rigidez disminuye.

Aplicaciones tecnológicas de las aleaciones con memoria de

forma F usib les

t ér micos

Det ect or es y

accionador es de

dispost ivos de

cont r ol t ér mico

A nillos de

ensamblaj e r ápido

de

t uber ías

Bar r as de

t r at amient o de

escolios is

sever a

D isposit ivos

d iver sos

par a

or t opedia

A nt enas

aut odesplegables

par a

sat élit es

Ef ecto de memoria de f orma simple

Cu-Zn-Al y Cu-Zn-Ni Ti-Ni

Cont r oles

t ér micos de

fl uj o de

gas y agua

A lambr es

par a guías

de fi br a ópt ica

Doble ef ect o memor ia de f or ma s imple

Par t es de

aviones y

aut omóviles

S ist emas de

r educción de

r uido.

A mor t iguamient o Pseudoelasticidad Pseudoelasticidad

Resortes

Cu-Zn-AlCu-Zn-Al

Cu- Al-Ni Cu- Al-Ni

Cu-Zn-Al Cu-Zn-Al Cu-Zn-AlCu-Zn-Al

Cu- Al-Ni Cu- Al-Ni

Cu-Zn-AlCu-Zn-Al

Cu- Al-Ni Cu- Al-Ni