Recristalacion en materiales cristalinos

1. RECRISTALIZACION
Carlos Arreola

2. RECRISTALIZACION
7.1 Definiciónicion de recristalización
7.2 Efecto de la deformación sobre la recristalización
7.3 Efecto del tiempo y temperatura sobre la recristalización
Carlos Arreola

3. Definicion de Recristalización

4. Definicion de Recristalización
ES LA FORMACIÓN DE UN NUEVO CONJUNTO DE GRANOS EQUIAXIALES LIBRES
DE DEFORMACIÓN QUE TIENEN BAJA DENSIDAD DE DISLOCACIONES, CON LA
MISMA COMPOSICION Y ESTRUCTURA RETICULAR QUE LOS GRANOS
ORIGINALES DEL MATERIAL ANTES DE CUALQUIER PROCESO DE
DEFORMACION.
Esta se da como parte del proceso de recocido, típicamente después de una
deformación en frío y se da por nucleación y crecimiento.

5. El recocido es un tratamiento térmico diseñado para eliminar los efectos del
trabajo en frío (extrusion, laminado, etc). Puede usarse para eliminar
totalmente el endurecimiento por deformación conseguido durante el trabajo
en frío, así se obtiene una pieza blanda y dúctil a la que se puede volver a
aplicar el proceso de deformado varias veces (hasta obtener laminas muy
delgadas).

6. El recocido es un tratamiento térmico diseñado para eliminar los efectos del
trabajo en frío (extrusion, laminado, etc). Puede usarse para eliminar
totalmente el endurecimiento por deformación conseguido durante el trabajo
en frío, así se obtiene una pieza blanda y dúctil a la que se puede volver a
aplicar el proceso de deformado varias veces (hasta obtener laminas muy
delgadas).
El recocido consta de 3 etapas:
1- La Recuperacion, para eliminar esfuerzos residuales internos, reordenando
dislocaciones pero manteniendo propiedades mecánicas del material.
2- Recristalización, aparición de nuevos cristales, eliminando dislocaciones y
cambiando propiedad es mecánicas
3- Crecimiento de grano, a mayores temperaturas de recocido algunos granos
tienden a crecer y eliminar los granos mas pequeños, condición generalmente
indeseable.

7. El recocido es un tratamiento térmico diseñado para eliminar los efectos del trabajo
en frío (extrusion, laminado, etc). Puede usarse para eliminar totalmente el
endurecimiento por deformación conseguido durante el trabajo en frío, así se
obtiene una pieza blanda y dúctil a la que se puede volver a aplicar el proceso de
deformado varias veces (hasta obtener laminas muy delgadas).
El recocido consta de 3 etapas:
1- La Recuperación, para eliminar esfuerzos residuales internos, reordenando
dislocaciones pero manteniendo propiedades mecánicas del material, red
poligonizada.
2- Recristalización, aparición de nuevos cristales, eliminando dislocaciones y
cambiando propiedad es mecánicas
3- Crecimiento de grano, a mayores temperaturas de recocido algunos granos
tienden a crecer y eliminar los granos mas pequeños, condición generalmente
indeseable.

8. Cuando un metal es trabajado en frío, parte de la energía de
deformación es almacenada en el metal en forma de dislocaciones y
defectos puntuales, mientras que el resto se disipa en forma de calor.
.

9. Cuando un metal es trabajado en frío, parte de la energía de
deformación es almacenada en el metal en forma de dislocaciones y
defectos puntuales, mientras que el resto se disipa en forma de calor.
La recristalización ocurre por dos mecanismos principales:
1. Un núcleo aislado puede expandirse dentro de un grano deformado.
2. Una frontera de grano de gran ángulo puede emigrar a una región
más deformada del metal.

10. Cuando un metal es trabajado en frío, parte de la energía de
deformación es almacenada en el metal en forma de dislocaciones y
defectos puntuales, mientras que el resto se disipa en forma de calor.
La recristalización ocurre por dos mecanismos principales:
1. Un núcleo aislado puede expandirse dentro de un grano deformado.
2. Una frontera de grano de gran ángulo puede emigrar a una región
más deformada del metal.

11. Factores importantes que afectan al proceso de recristalización en metales y
aleaciones son:
1. La cantidad de deformación previa del metal,
2. La temperatura,
3. El tiempo,
4. El tamaño inicial del grano y
5. La composición del metal o aleación.

12. Factores importantes que afectan al proceso de recristalización en metales y
aleaciones son:
1. La cantidad de deformación previa del metal,
2. La temperatura,
3. El tiempo,
4. El tamaño inicial del grano y
5. La composición del metal o aleación.
La recristalización de un metal puede darse en un intervalo de
temperaturas,el cual depende de mas de una variable. Por lo tanto la
temperatura de recristalización de un metal no es como la temperatura de
fusión de un metal puro.

13. 7.2 Efecto de la deformación sobre la recristalización
Se necesita una mínima cantidad de deformación (llamada acritud crítica) para
que sea posible la recristalización, una vez alcanzada esta se podrá observar que un
mayor trabajo en frío promueve la recristalización.

14. 7.2 Efecto de la deformación sobre la recristalización
O lo que es lo mismo, se requerirá de una menor temperatura de recocido para
alcanzar la recristalización del metal en un mismo tiempo, o a una misma
temperatura sera necesario un menor tiempo para completar la recristalización del
metal y esta tendrá granos mas pequeños.

15. 7.2 Efecto de la deformación sobre la recristalización
Asi mismo se sabe que a si el grano inicial es grande se debe suministrar
una cantidad de deformación alta para producir una cantidad de recristalización
equivalente.

16. 7.3 Efecto del tiempo y temperatura sobre la recristalización
- Temperatura de recristalización, es la temperatura necesaria para que se de la
recristalización total en una hora completa, generalmente esta entre un tercio y la
mitad de la temperatura absoluta de fusion del material.

17. 7.3 Efecto del tiempo y temperatura sobre la recristalización
- Temperatura de recristalización, es la temperatura necesaria para que se de la
recristalización total en una hora completa, generalmente esta entre un tercio y la
mitad de la temperatura absoluta de fusion del material.
- El tiempo de recristalización, es el tiempo necesario para que se de un minimo
del 95% de recristalización a la temperatura de recristalización

18. 7.3 Efecto del tiempo y temperatura sobre la recristalización
- Temperatura de recristalización, es la temperatura necesaria para que se de la
recristalización total en una hora completa, generalmente esta entre un tercio y la
mitad de la temperatura absoluta de fusion del material.
- El tiempo de recristalización, es el tiempo necesario para que se de un minimo
del 95% de recristalización a la temperatura de recristalización
A mayor temperatura de recocido menor sera el tiempo de recristalización, en las
curvas tipicas de recristalacion se observara un tiempo antes de comenzar la
recristalizacion (tiempo de recuperacion) luego la recristalizacion comenzara
lentamente avanzando relativamente rapido en la parte media y completando el
100% de recristalizado de manera proporcionalmente lenta.

19. 7.3 Efecto del tiempo y temperatura sobre la recristalización

20. 7.3 Efecto del tiempo y temperatura sobre la recristalización

21. Repaso, algunas características de la recristalización son:
1. Se necesita una mínima cantidad de deformación (llamada acritud crítica) para
que sea posible la recristalización, ~5%.
2. A mayor temperatura de fusion del material, mayor temperatura necesaria
para la recristalización.
3. Aumentando la temperatura de recristalización disminuye el tiempo para
completarlo, o a mayor tiempo menor temperatura.
4. A mayor deformación, menor temperatura de recocido para la recristalización y
menor el tamaño de grano recristalizado.
5. A mayor tamaño de grano inicial, mayor será la cantidad de deformación
necesaria para producir una cantidad de recristalización equivalente.
6. La temperatura de recristalización disminuye al aumentar la pureza del metal.
La adición de aleaciones en forma de solución sólida siempre aumenta la
temperatura de recristalización.

22. Ejemplo: Se desea producir una tira de cobre de 0.1 cm de espesor y 6cm de
ancho que tenga 60 000psi de limite elástico y 5% de elongación. Solo es posible
adquirir tiras de 6 por 5cm y con un tratamiento en frío del 40 a 45% se se
pueden obtener las propiedades solicitadas.

23. Ejemplo: Se desea producir una tira de cobre de 0.1 cm de espesor y 6cm de
ancho que tenga 60 000psi de limite elástico y 5% de elongación. Solo es posible
adquirir tiras de 6 por 5cm y con un tratamiento en frío del 40 a 45% se se
pueden obtener las propiedades solicitadas.
Con una deformación del 40 al 45% en el cobre sin alear se logran mas de 60kpsi
y una elongación del 5%, así mismo este soporta una deformación máxima del
90%.

24. Ejemplo:
Paso 1, trabaje en frio la tira hasta llevarla a 1cm
%CW= (ti-tf)/ti x 100

25. Ejemplo:
Paso 1, trabaje en frio la tira hasta llevarla a 1cm
%CW= (ti-tf)/ti x 100
Paso 2, Efectue el recocido de la tira a:
Trecocido=~0.4Tm
Tr=~0.4(1085+273)=543K=270C

26. Ejemplo:
Paso 1, trabaje en frio la tira hasta llevarla a 1cm
%CW= (ti-tf)/ti x 100
Paso 2, Efectue el recocido de la tira a:
Trecocido=~0.4Tm
Tr=~0.4(1085+273)=543K=270C
Paso 3, Trabaje en frio la tira hasta llevarla a 0.182cm
%CW= (1-0.182)/1 x 100= 81.8%

27. Ejemplo:
Paso 1, trabaje en frio la tira hasta llevarla a 1cm
%CW= (ti-tf)/ti x 100
Paso 2, Efectue el recocido de la tira a:
Trecocido=~0.4Tm
Tr=~0.4(1085+273)=543K=270C
Paso 3, Trabaje en frio la tira hasta llevarla a 0.182cm
%CW= (1-0.182)/1 x 100= 81.8%
Paso 4, Efectue el recocido de la tira a 543K

28. Ejemplo:
Paso 1, trabaje en frio la tira hasta llevarla a 1cm
%CW= (ti-tf)/ti x 100
Paso 2, Efectue el recocido de la tira a:
Trecocido=~0.4Tm
Tr=~0.4(1085+273)=543K=270C
Paso 3, Trabaje en frio la tira hasta llevarla a 0.182cm
%CW= (1-0.182)/1 x 100= 81.8%
Paso 4, Efectue el recocido de la tira a 543K
Paso 5, Trabaje en frio la tira hasta llevarla a 0.1cm.

29. Referencias
- Donald R. Askeland, “Ciencia E Ingeniería De Los Materiales”. 3er ed.
(International Thomson Editores, S.A de C.V, 1998), p. 92 - 95.
http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Tema4.Recristalizacion.DeformacionAlt
aTemperatura.pdf
- Sydney H. Avner, “Introducción a la metalurgia física”. 2da ed. Mc.Graw
Hill, p. 138 – 156
- Dr. Ignacio Mejia Granados, “Apuntes de Metalurgia Fisica”, Impresion
particular UMSNH, p 104 – 113.
- Robert Reed Hill, “Principios de metalurgia fisica”, 1a ed. (Compania
Editorial Continental S.A, 1971), p. 120 - 130.