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.

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

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

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 )

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

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.

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.

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.

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

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.

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

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

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

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 )

EFECTO DE MEMORIA DE FORMA (SHAPE MEMORY EFFECT)

EFECTO DE MEMORIA EN FORMA(SHAPE MEMORY EFFECT)

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

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

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.

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.

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

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

METALOGRAFIAS DE LA MARTENSITA NO FERROSA

PLACAS QUE SE FORMAN EN LAS ALEACIONES RICAS EN COBRE DIAGRAMA DE EQUILIBRIO COBRE- CINC

METALOGRAFIAS DE LA MARTENSITA NO FERROSA

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO COBRE- ALUMINIO

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

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