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Introducción.
En el siguiente reporte se hablará a cerca de las transformaciones martensíticas, las cuales están presentes en el diagrama Fe-C, aunque, no solo estas aleaciones presentan este tipo de transformaciones, se ha demostrado que varias aleaciones, por ejemplo, Cu-Zn-Al, Cu-Al-Ni y Ni-Ti; siendo esta ultima una de las más importante en la industria, presentan este tipo de transformaciones. También se abordará el tema del efecto de memoria de forma simple y de dos sentidos. Ambos efectos son una capacidad que tienen los materiales para poder recordar la forma original o matriz que tenían antes de ser sometidos en una deformación, incluso de manera reversible.
1.- ¿Qué es una transformación cizallante y comó se lleva a cabo?
Las transformaciones cizallantes o también conocidas como transformaciones martensíticas, es una transformación de fase o un cambio estructural de primer orden en el estado solido, se considera adifusional porque cambia la estructura, pero conserva la misma composición química, el orden atómico y los defectos de la estructura matriz. El cambio en la estructura se produce por medio de la propagación de los átomos o el desplazamiento tipo cizalla; desplazándose distancias menores a las interatómicas (Figura 1). Esta transformación solo ocurre durante el enfriamiento y se detiene al interrumpirse éste. Por lo que, la transformación depende de la disminución de la temperatura y es independiente del tiempo. Figura 1. Transformación cizallante. Para que la transformación se realice, deben cumplirse tres condiciones: Debe producir una deformación en la red que de lugar a un cambio macroscópico de forma Y el cambio en la estructura se debe realizar sin difusión. La energía de deformación debe dominar la cinética y la morfología de transformación
2.- ¿Comó se representan las transformaciones cizallantes en el diagrama
Fe-C? Y termodinámicamente como se realiza.
La transformación cizallante se presenta a la hora de transformar la asutenita con una estructura FCC en martensita con una estructura BCC supersaturada, en aceros con un contenido de carbon menor al 0.2%. Cuando se tiene un porcentaje mayor, la transformación pasa de una austenitca FCC a una martensita BCT. Esta transformación es enfriada rapidamente desde la región de la austenita estable para evitar la formación de otras fases. La transformación empieza a ocurrir cuando se enfría por debajo de 220˚C (Ms). Cuando la temperatura esta por debajo de Mf, el acero contendra un 100% de martensita. La composición de esta es igual a la de la austenita. Para una determinada composición, existe una temperatura inicial a la que las dos fases poséen la misma energía libre, es decir, se cumple la relación: Siendo P la fase de origen y M la fase producto. Para se hace más negativa y fuerza impulsora conductora de la transformación martensítica aumenta hasta que alcanza un valor crítico a la temperatura Ms, en la que comienza la nucleación. La nucleación es considerada, en este caso, como un proceso até rmico en el sentido de que cuá nto má s desciende la temperatura má s nucleaciones ocurren. Este comportanmiento tiene lugar porque los cambios en forma y volumen, asociados con el cambio en la estructura del cristal, conllevan grandes deformaciones las cuales no se liberan mediante la migración de á tomos debido a la naturaleza no difusiva de la reacción. La fuerza impulsora para la transfor- mación es directamente proporcional al subenfriamiento y se rela- ciona con el cambio en la energía libre, donde el cambio total de energía libre se expresa matemá ticamente como (Formula 1).
Formula 1. Donde: G^ →^ ́: Diferencia de energía libre entre la fase madre ()^ y la martensita (’). G →’Q : (^) Cambio en la energía libre química asociado a la transformación -’, proporcional a la cantidad de martensita. G →’NQ Cambio en la energía libre no química que se opone a la transformación (energía elá stica y superficial). Al enfriar, la transformación comienza a Ms y se completa hasta Mf. Para una transformación inversa, comienza en As y termina en Af. Otra parte del diagrama Fe-C que se considera en la zona bifásica +
4.- ¿Qué es el efecto de memoria de forma y como se relaciona con las
transformaciones cizallantes?
El efecto de memoria de forma o efecto de memoria de forma simple es la capacidad que tiene un material de recuperarse de una deformación plástica mediante un calentamiento. Tambien se puede decir que es la habilidad que tiene el material de recordar como era su forma origal a una determinada temperatura (Figura 3 ). Este efecto se puede explica de la sigueinte manera: El material es enfriado desde la temperatura Af (autenite finish) hasta una temperatura inferior a Mf, produciendose la transformación directa de autenita a martensita, esta ultima teniendo la misma forma macroscopica del material. Posterior a esto, se aplica un esfuerzo para que la aleación se deforme en la parte elástica de la martensita. Si el esfuerzo es muy
Conclusión.
Se concluye que este tipo de transformaciones esta presente en varias aleaciones, se puede formar en aleaciones presentes en el diagrama Fe-C, el aleaciones no ferrosas o en aleaciones metalicas. en estas transformaciones también se observo que esta implicita la ley de conservación de la materia ya que, se mantiene la misma composición química de la fase matriz hasta el producto, aunque la estructura interna cambie.
