Endurecimiento por dispersión y diagramas de fases eutécticas

Principios y ejemplos de endurecimiento por dispersiónn La mayoría de los materiales están

formados por una sola fase, y muchos de ellos está diseñados para tener mejor resistencia.

n En las aleaciones endurecidas por dispersión simple, se introducen partículas diminutas de una sola fase, en general muy fuerte y dura, en una segunda fase, que es mas débil pero mas dúctil.

n La fase suave por lo general es continua y está presente en mayores cantidades; se llama matriz.

n La fase endurecedora puede llamarse fase dispersa o precipitado.

n En algunos casos puede llamarse microconstituyentes.

n Para que haya endurecimiento por dispersión, la fase dispersa o precipitado debe ser suficientemente pequeña para proporcionar obstáculos eficaces al movimiento de las dislocaciones y favorecer el mecanismo de endurecimiento

n En la mayoría de las aleaciones metálicas, el endurecimiento por dispersión se produce mediante transformaciones de fase.

n En una transformación por solidificación, en que un líquido se enfría para dar dos fases sólidas simultaneas se denominará reacción EUTéCTICA

Consideraciones generales para la matriz y la fase dispersa

Compuestos intermetálicos

n Un compuesto intermetálico está formado por o mas elementos que producen una nueva fase con su composición, estructura cristalina y características propias.

n Generalmente son muy duros y frágiles y se parecen a los materiales cerámicos

Compuestos intermetálicos estequiométricon Tienen composición fija.n Ej Fe3C Cementita.n Los compuestos intermetálicos se

representan mediante una línea recta en un diagrama de fases

n Ej de intermetálicon MoSi2 1000 a 1600 ºC resistente a la

oxidaciónn MoSi2 500ºC y menos es frágil y se oxida

catastróficamente

Compuestos intermetálicos no estequiométricosnEstos compuestos tienen intervalos

de composición y a veces se les llama soluciones sólidas intermedias.

nEj. Sistema molibdeno-rodio, la fase γ es un compuesto intermatálico no estequimétrico

Propiedades y aplicaciones de los intermetálicosn Los intermatálicos Ti3Al y Ni3Al,

mantienen su resistencia e incluso desarrollan una ductibilidad útil a temperaturas elevadas.

n La incorporación de boro ha aumentado su ductibilidad

Diagramas de fases que contienen reacciones entre tres fasesn Los sistemas que aquí describiremos

intervienen tres fases.n 1.-Localizar una recta horizontal . Esta

línea indica una reacción en tres fases. Es la temperatura en que se lleva la reacción en equilibrio

n 2.- Ubicar tres puntos distintos en la línea horizontal. Y un punto entre los dos extremos a los extremos.

n 3.- Ver inmediatamente arriba del punto intermedio e identificar la o las fases presentes. Lo mismo para abajo del punto intermedio

n Las reacciones eutéctica, peritéctica y monotéctica son partes del proceso de solidificación

n La aleaciones que se usan para vaciar o soldar aprovechan con frecuencia el bajo punto de fusión de una reacción eutéctica

Diagrama de fase eutéctica

n Ej. El sistema plomo-estaño contiene sólo una reacción eutéctica simple. Este sistema se utiliza para soldar con estaño

n Aleaciones de solución sólida: las aleaciones que contiene de o a 2% de Sn se comportan como exactamente igual que las aleaciones Cu-Ni, se forma una solución sólida α, durante la solidifición.

n Estas soluciones se endurecen por endurecimiento por solución sólida

Aleaciones que rebasan el limite de solubilidadn Las aleaciones que contienen entre 2 y el

19% de estaño, también solidifican y producen una solución α.

n Sin embargo al continuar enfriándose la aleación, se lleva a cabo una reacción sólida, que permite que una segunda fase sólida β precipite de la fase α original

Aleaciones eutécticas

n La aleación que contiene 61.9% de Sn tiene una composición eutéctica.

n El término eutéctico significa fácilmente fusibles.

n Una aleación con la composisción eutéctica tiene una temperatura mínima de fusión

L 61.9% →α19% Sn + β 97.5%Sn 183ºC