TAREA SEMANA 1

SOLIDIFICACIÓN Y ENFRIAMIENTO

• LA SOLIDIFICACIÓN INVOLUCRA EL REGRESO DEL METAL FUNDIDO AL ESTADO SÓLIDO. EN EL PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN EL METAL GENERA EL CALOR LATENTE DE FUSIÓN QUE IMPIDE QUE LA TEMPERATURA BAJE HASTA QUE EL PROCESO DE SOLIDIFICACIÓN ESTE COMPLETADO (TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN).

• DIFIERE DEPENDIENDO SI EL METAL ES UN ELEMENTO PURO (TEMPERATURA ÚNICA DE SOLIDIFICACIÓN) O UNA ALEACIÓN (RANGO DE TEMPERATURA DURANTE LA SOLIDIFICACIÓN).

SOLIDIFICACIÓN EN METALES PUROS:

• SOLIDIFICAN A UN VALOR CONSTANTE DE TEMPERATURA.

• DEBIDO A LA ACCIÓN REFRIGERANTE DE LA PARED DEL MOLDE, SE FORMA UNA DELGADA PELÍCULA INICIAL DE METAL SÓLIDO, CON PEQUEÑOS GRANOS EQUIAXIALES EN LAS PARED INMEDIATAMENTE DESPUÉS DEL VACIADO.

• LA VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO DEPENDE DEL CALOR QUE SE TRANSFIERE DEL MOLDE Y DE LAS PROPIEDADES TÉRMICAS DEL METAL A FUNDIR. UNA VEZ FORMADA LA CAPA DE GRANOS EQUIAXIALES, COMIENZAN A CRECER GRANOS HACIA LA DIRECCIÓN OPUESTA (HACIA EL CENTRO) A LA DE TRANSFERENCIA DE CALOR COMO AGUJAS O ESPINAS (DENDRITAS) DE METAL SÓLIDO.

• LOS GRANOS RESULTANTES DE ESTE CRECIMIENTO DENDRÍTICO ADOPTA UNA ORIENTACIÓN PREFERENTE Y TIENDEN A SER BURDOS Y ALINEARSE EN FORMA DE GRANOS COLUMNARES HACIA EL CENTRO DE LA FUNDICIÓN-

SOLIDIFICACIÓN DE ALEACIONES:

• SOLIDIFICAN EN UN INTERVALO DE TEMPERATURA.

• EL INICIO DE LA SOLIDIFICACIÓN ES SIMILAR AL CASO DE LOS METALES PUROS GENERANDO UNA CAPA DE PEQUEÑOS GRANOS EQUIAXIALES EN LA ZONA PEGADA A LA PARED DEL MOLDE.

• AL PROGRESAR LA SOLIDIFICACIÓN Y EXISTIR UN RANGO DE TEMPERATURA ESTO VA A IMPLICA LA COEXISTENCIA DE ZONAS SÓLIDAS O DURAS CON ZONAS LÍQUIDAS O BLANDAS, CADA UNA CON COMPOSICIONES DIFERENTES QUE GENERAN UN DESBALANCE EN LA COMPOSICIÓN GENERAL POR ZONA GENERANDO SEGREGACIÓN ENTRE LAS DENDRITAS Y AGRAVADA EN LA ÚLTIMA ZONA EN SOLIDIFICAR (CENTRO).

• LA FORMA DE SOLIDIFICACIÓN, DESPUÉS DE FORMADA LA CAPA MÁS EXTERNA DE GRANOS EQUIAXIALES, ES SIMILAR A LA DEL METAL PURO: GRANOS BURDOS COLUMNARES ALINEADOS HACIA EL CENTRO. AL FINAL SE FORMA UNA ESTRUCTURA DE PEQUEÑOS GRANOS EQUIAXIALES QUE SON LOS ÚLTIMOS EN FUNDIRSE.

TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN

• EL TIEMPO TOTAL DE SOLIDIFICACIÓN ES EL TIEMPO NECESARIO PARA QUE LA FUNDICIÓN SOLIDIFIQUE DESPUÉS DEL VACIADO.

• ESTE TIEMPO DEPENDE DEL TAMAÑO Y LA FORMA DE LA FUNDICIÓN EXPRESADA POR LA RELACIÓN EMPÍRICA DE CHVORINOV:

TST = Cm (V/A)n

DONDE: TST = TIEMPO DE SOLIDIFICACIÓN TOTAL (MIN)

Cm = CONSTANTE DEL MOLDE (MIN/PULG2)

V = VOLUMEN DE FUNDICIÓN (PULG3)

A = ÁREA SUPERFICIAL DE LA FUNDICIÓN (PULG2)

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