Transiciones de Fase 7 Modificado
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TERMODINAMICA DE LA TRANSFORMACION MARTENSITICA
TE = TEMPERATURA DE EQUILIBRIO TERMODINAMICO
∆Sf = CAMBIO DE ENTROPIA PARA LA TRANFORMACION DE ϒ---->M
DEPENDENCIA DE LA ENERGIA LIBRE VS TEMPERATURA DE LA AUSTENITA Y MARTENSITA.
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TERMODINAMICA DE LA TRANSFORMACION MARTENSITICA
A T1 EL ∆G (ϒ---> M) ES POSITIVA
A T2 EL ∆G (ϒ---> M) ES NEGATIVA
A TE EL ∆G (ϒ---> M) ES CERO
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TRANSFORMACION INVERSA DE LA MARTENSITA
ES AQUELLA EN DONDE LA MARTENSITA PUEDE TRANSFORMARSE EN AUSTENITA POR CALENTAMIENTO , LA CUAL OCURRE CON UN RAPIDO CRECIMIENTO TIPO MARTENSITICO
ESTA TRANSFORMACION SE PRESENTA PRINCIPALMENTE EN ALEACIONES NO FERROSAS CUANDO EL MATERIAL ES TOTALMENTE MARTENSITICO
MARTENSITA TERMOELASTICA
FRACCION DE MATERIAL TRANSFORMADO EN FUNCION DE LA TEMPERATURA
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LAS MARTENSITAS TERMOELASTICAS ES FUNCION DE LA MAGNITUD DEL ESFUERZO DE CORTE.
TIPO A; Fe-30%Ni ϒ= 0.20 ( AMPLITUD DEL LAZO DE HISTERESIS ES 420ᴼC )
TIPO B ; Au-Cd ϒ=0.05 AMPLITUD DEL LAZO DE HISTERESIS ES 16ᴼC )
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ESTIMACION DE ∆G (ϒ---> M) A PARTIR DEL LAZO DE HISTERESIS
SUPONER QUE TE SE HALLA CASI A LA MITAD DEL CAMINO ENTRE Ms Y As
∆G (ϒ---> M) = ∆Sf (TE-Ms ) ∆G (ϒ---> M) = ∆Sf (∆T(LAZO))/2
∆G (ϒ---> M) = ENERGIA LIBRE PARA INICIAR LA TRANSFORMACION A MARTENSITA.
∆T (LAZO) = AMPLITUD DE LAZO DE HISTERESIS.
CONCLUSION: SE TIENE UN MAYOR VALOR ∆G (ϒ---> M) PARA INICIAR LA TRANSFORMACION MARTENSITICA TIPO A
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MODOS DE FORMACION DE LA MARTENSITA TIPO A Y TIPO B
MARTENSITA TIPO A
• POR DEBAJO DE Ms SE FORMAN PLACAS DE MARTENSITA. • CRECEN RAPIDAMENTE A UN TAMAÑO LIMITE.
• MARTENSITA ADICIONAL AL BAJAR LA TEMPERATURA, ES POR FORMACION DE PLACAS NUEVAS
MARTENSITA TIPO B
• ES UNA BANDA POR DEBAJO DE Ms
• CRECEN RAPIDAMENTE A UN TAMAÑO LIMITE.
• MARTENSITA ADICIONAL AL BAJAR LA TEMPERATURA, ES POR NUCLEACION DE NUEVAS “PLACAS” Y CRECIMIENTO DE “PLACAS” VIEJAS.
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MARTENSITA FORMADA POR LA APLICACIÓN DE ESFUERZOS EXTERNOS
EL ESFUERZO CRITICO ES AQUEL DONDE COMIENZA LA FORMACION DE MARTENSITA INDUCIDA.
EL ESFUERZO CRITICO ES FUNCION DE LA COMPOSICION A UNA TEMPERATURA DADA
TRANSFORMACION MARTENSITICAINDUCIDA POR ESFUERZO APLICADO POR ARRIBA DE Af O MS
LA NUCLEACION DE ESTA MARTENSITA ES POR EFECTO DE DEFORMACION PLASTICA DE LA AUSTENITA , QUE PRODUCE NUEVOS SITIOS DE NUCLEACION AL ALCANZAR EL ESFUERZO CRITICO.
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MARTENSITA FORMADA POR LA APLICACIÓN DE ESFUERZOS EXTERNOS
CONCIDERACIONES
1. LA MARTENSITA SOLO SE PRODUCE POR ENFRIAMIENTO POR DEBAJO DE Ms
2.- ARRIBA DE Ms SE REQUIERE UN ESFUERZO PARA INDUCIR LA FORMACION DE MARTENSITA.
3.- TMσS ES LA TEMPERATURA MAXIMA EN LA QUE SE PUEDE INDUCIR MARTENSITA POR ESFUERZO
4.- POR ARRIBA DE MσS , EL ESFUERZO PROVOCA DEFORMACION PLASTICA EN
LA AUSTENITA (σd ) Y SE INDUCE MARTENSITA POR DEFORMACION.
5.- POR ARRIBA Md YA NO SE PUEDE INDUCIR MARTENSITA POR ESFUERZO.
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SUPERELASTICIDAD
MECANISMO DE LA SUPERELASTICIDAD
1.- SE APLICA UN ESFUERZO AL MATERIAL AUSTENITICO ,DEFORMANDOLO ELASTICAMENTE HASTA EL VALOR DEL ESFUERZO CRITICO , FORMANDO MARTENSITA (LIGERAMENTE MAYOR A LA TEMPERATURA Ms).
2.- SE RETIRA EL ESFUERZO EXTERNO Y AHORA LA MARTENSITA FORMADA TRANSFORMA A AUSTENITA , EXISTIENDO TAMBIEN HISTERESIS (FIG2.b). ESTE EFECTO SE DEFINE COMO SUPERELASTICIDAD. FIG2.b
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EFECTO GOMA EFECTO GOMA
SE PRODUCE AL APLICAR UN ESFUERZO EXTERNO AL MATERIAL EN LA FASE MARTENSITICA (FORMA MULIVARIANTE) DE MANERA QUE AL RELAJAR EL ESFUERZO APLICADO SE RECUPERA LA DEFORMACION.
SU EFECTO ES SIMILAR AL DE SUPERELASTICIDAD , PERO SE PRODUCE EN EL ESTADO MARTENSITICO Y NO INVOLUCRA NINGUN CAMBIO DE ESTRUCTURA ; NI DE AUSTENITA A MARTENSITA NI DE MARTENSITA A MARTENSITA.
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ESTABILIZACION
SE PRESENTA EN ALGUNAS MARTENSITAS FERROSAS Y NO FERROSAS CUANDO SE MANTIENE UN CIERTO TIEMPO ENTRE Ms Y Mf Y LUEGO UN POSTERIOR ENFRIAMIENTO, FORMARA MENOS CANTIDAD DE MARTENSITA QUE CON UN ENFRIAMIENTO CONTINUO .
ESTE MISMO FENOMENO OCURRE DURANTE UNA RECCION INVERSA PARA FORMAR AUSTENITA, SI LOS SOLUTOS INTERSTICIALES ACTUAN COMO ANCLAJE (PINNING) EN LAS INTERFASES DURANTE EL TIEMPO DE RETENCION(∆t).
ESTABILIZACION
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ESTABILIZACION
AUSTENITA RETENIDA
PARA REDUCIR LA CANTIDAD DE AUSTENITA RETENIDA EN LOS ACEROS DONDE Mf ESTA POR DEBAJO DE LA TEMPERATURA AMBIENTE ES NECESARIO REFRIGERAR INMEDIATAMENTE EL ACERO DEPUES DEL TEMPLE A TEMPERATURA AMBIENTE.
UN INTERVALO DE TIEMPO ENTRE EL TEMPLE Y LA REFRIGERACION PUEDE PRODUCIR ESTABILIZACION DE LA AUSTENITA LA CUAL LIMITA LA CANTIDAD DE AUSTENITA RETENIDA QUE PUEDE ELIMINARSE POR REFRIGERACION
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EFECTO DE MEMORIA DE FORMA (SHAPE MEMORY EFFECT)
LAS ALEACIONES CON EMF NECESITAN UNA TEMPERATURA DE TRANSFORMACION ESTABLE , ENTONCES LA ESTABILIZACION DE LA MARTENSITA ES UN INCONVENIENTE.
EL EMF SE A OBSERVADO Y ESTUDIADO EN ALEACIONES DE COBRE , Au—Cd Y Ni--Ti
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EFECTO DE MEMORIA EN FORMA(SHAPE MEMORY EFFECT)
EFECTO DE MEMORIA EN FORMA (EMF) ES LA CAPACIDAD QUE TIENE UN MATERIAL PARA DEFORMARSE MEDIANTE UN ESFUERZO APLICADO (APARENTEMENTE DE MANERA PLASTICA) Y RECUPERAR LUEGO SU FORMA ORIGINAL CON CALENTAMIENTO
SE MANIFIESTA EN MATERIALES CON TRANSFORMACION MARTENSITICA TERMOELASTICA ( ALEACIONES Ti—55%Ni A 60ᴼC Y Au—Cd )
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EFECTO DE MEMORIA DE FORMA (SHAPE MEMORY EFFECT)
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EFECTO DE MEMORIA EN FORMA(SHAPE MEMORY EFFECT)
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NUCLEACION DE LA MARTENSITA
LA FORMACION DE LA MARTENSITA ESTA CONTROLADA POR LA NULEACION.
LA TEORIA CLASICA DE NUCLEACION NO SE PUEDE APLICAR A LA FORMACION DE MARTENSITA .
SE OBTIENEN VALORES DE ∆G* MUY GRANDES PARA EXPLICAR LA FORMACION DE MARTENSITA EN LAS CONDICIONES USUALES DE FORMACION
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TEORIA ALTERNA DE NUCLEACION DE LA MARTENSITA
DISLOCACIONES PARCIALES
ABCAB↓ABABC
PROPONE QUE EXISTE UNA DISTRIBUCION DE NUCLEOS SUBCRITICOS DENTRO DE LA AUSTENITA
ESTOS NUCLEOS SON DEFECTOS CRISTALINOS (FALLAS DE APILAMIENTO) EN LA AUSTENITAPARA LA FORMACION DE MARTENSITA
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TEORIA ALTERNA DE NUCLEACION DE LA MARTENSITA
MECANISMOS PARA LA NUCLEACION DE MARTENSITA ATERMICA
1.- EXISTEN NUCLEOS SUBCRITICOS EN LA AUSTENITA
2.- EN Ms LOS NUCLEOS MAS MOVILES SE VUELVEN CRITICOS Y CRECEN
3.- AL DISMINUIR LA TEMPERATURA , LOS NUCLEOS MENOS MOVILES SE VUELVEN CRITICOS POR LA MAYOR FUERZA MOTORA Y CRECEN.
4.- LA DETENCION A LA TEMPERATURA Ms Y MENORES NO PERMITEN LA FORMACION DE NUCLEOS NUEVOS.
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TEORIA ALTERNA DE NUCLEACION DE LA MARTENSITA
MECANISMO PARA LA NUCLEACION DE MARTENSITA ISOTERMICA
1.- EXISTEN UNA DISTRIBUCION DE NUCLEOS SUBCRITICOS
2.- A LAS TEMPERATURAS Ms Y MENORES, ALGUNOS DE ESTOS NUCLEOS HACEN QUE SE FORMEN NUCLEOS CRITICOS Y CRECEN.
3.- LA DETENCION A LA TEMPERATURA Ms Y MENORES HACEN QUE SE FORMEN NUCLEOS CRITICOS ADICIONALES POR ALGUN PROCESO TERMICO ACTIVADO DESCONOCIDO.
NO HAY EVIDENCIAS DE ESTUDIOS DE ESTA TEORIAS DE LOS NUCLEOS SUBCRITICOS.
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TRANSFORMACIONES MARTENSITICAS EN METALES NO FERROSOS
EN METALES NO FERROSOS LAS MARTENSITAS SON MAS SUAVES QUE LA DE LOS ACEROS
LAS TRANSFORMACIONES MARTENSITICAS EN ALEACIONES NO FERROSAS SON SIMILARES AL MACLAJE POR ESFUERZO DE REALINIAMIENTO DE ATOMOS EN LA RED
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MORFOLOGIA DE MARTENCITA NO FERROSA
LA MICROESTRUCTURA INTERNA DE LA MARTENSITA VARIA MUCHO ENTRE METALES Y ALEACIONES Y SOLO SE VEN EN EL MET
LA FORMA DE LA MARTENSITA GERALMENTE ES EN PLACA Y SE PUEDEN OBSERVAR CON MICROSCOPIA OPTICA
SON MUY SIMILARES EN APARIENCIA NO IMPORTANDO EL METAL O ALEACION
PRESENTAN UN RELIEVE EN UNA SUPERFICIE PULIDA
LA FOTO MUESTRA LA ESTRUCTURA INTERNA (LATON BETA) DE LA MARTENSITA Y BETA PRIMA QUE APARECEN COMO “RAYAS” ESPACIADAS QUE SE EXTIENDEN A TRAVES DE LA PLACA DE MARTENSITA
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METALOGRAFIAS DE LA MARTENSITA NO FERROSA
PLACAS QUE SE FORMAN EN LAS ALEACIONES RICAS EN COBRE DIAGRAMA DE EQUILIBRIO COBRE- CINC
![Page 25: Transiciones de Fase 7 Modificado](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042610/577c7d011a28abe0549cf472/html5/thumbnails/25.jpg)
METALOGRAFIAS DE LA MARTENSITA NO FERROSA
DIAGRAMA DE EQUILIBRIO COBRE- ALUMINIO
![Page 26: Transiciones de Fase 7 Modificado](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042610/577c7d011a28abe0549cf472/html5/thumbnails/26.jpg)
METALOGRAFIAS DE LA MARTENSITA NO FERROSA
LA ESTRUCTURA SE PRESENTA MACLADA EN LOS SISTEMAS Au—Cd , In-Tl , Mn—Au Y Mn– Cu . SE VEN EN MICROSCOPIA OPTICA CON LUZ POLARIZADA
![Page 27: Transiciones de Fase 7 Modificado](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042610/577c7d011a28abe0549cf472/html5/thumbnails/27.jpg)
ESTRUCTURA MARTENSITICA EN UNA ALEACION Ti 9%Mo. (MICROSCOPIA OPTICA)
MACLAS DENTRO DE UNA PLACA DE MARTENSITA EN UNA ALEACION Ti 9%Mo. (OBSERVADAS EN EL MET)
METALOGRAFIAS DE LA MARTENSITA NO FERROSA