Post on 02-Feb-2016
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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