Capítulo 9 9-5 ¿Cuál es la diferencia entre la formación de núcleos homogénea y la formación de núcleos heterogénea? La nucleación homogénea ocurre cuando los núcleos de la fase resultante tienen la misma probabilidad de formarse en cada lugar. Nucleación heterogénea de la fase se produce en ciertos lugares preferidos en la fase original. En la práctica, nucleación homogénea no se produce. La nucleación heterogénea ocurre comúnmente en las superficies para moldes de fundiciones, superficies de inclusiones y/o inducidas por inoculación. 9-6 La nucleación homogénea ocurre cuando los núcleos de la fase resultante tienen la misma probabilidad de formarse en cada lugar. Nucleación heterogénea de la fase se produce en ciertos lugares preferidos en la fase original. En la práctica, nucleación homogénea no se produce. La nucleación heterogénea ocurre comúnmente en las superficies para moldes de fundiciones, superficies de inclusiones y/o inducidas por inoculación. Termodinámicamente hablando, lo primero que debe ocurrir es la formación de un núcleo de tamaño crítico. En este tamaño crítico, hay una energía de activación que debe Superar. En el punto de fusión o congelación, esta energía de activación se acercará al infinito. Por lo tanto, la segunda cosa que debe ocurrir es un subenfriamiento en el líquido que es solidificar. Un mayor subenfriamiento reducirá la energía de activación, lo que resultará en una mayor tendencia para solidificar. 9-11 Calcule la energía total de superficie interfacial de 106 esferas de cobre, cada una con el radio crítico r*. 9-12 ¿Cuál de los elementos férreos requiere menor subenfriamiento para formar núcleos homogéneos? ¿Esto tiene algún significado práctico? Entre el hierro y el níquel, el más bajo de la Tabla 9-1 pertenece al hierro a 420 oC. Esto no tienen un gran significado práctico en sí mismo porque la nucleación homogénea no es visto en la industria o el comercio. La nucleación heterogénea se observa en la producción. 9-16 ¿Por qué se requiere un subenfriamiento parala solidificación? Deduzca una ecuación que muestre el cambio en la energía libre total como una función del subenfriamiento cuando el sólido que se está nucleando tiene un radio crítico del núcleo r*. 9-23 Explique el término inoculación La inoculación es la adición de partículas al líquido para inducir la nucleación de granos en una fundición. Los inoculantes comunes son elementos refractarios con puntos de fusión mucho más alto que el derretimiento líquido. Los inoculantes proporcionan superficies en las que nucleación heterogénea de cristales sólidos. 9-35 ¿Qué son las dendritas y por qué se forman durante el proceso de solidificación? Una dendrita es una formación "similar a un árbol" de cristales sólidos a partir de líquido. La dendrita primaria (tronco principal) se debe a un crecimiento preferido de cristales en direcciones que se producen frente a la dirección de extracción de calor. Desde el maletero principal, ramas (dendritas secundarias) o brazos dendríticos se forman y crecen también a lo largo de direcciones hacia el líquido. Para los cristales cúbicos, la ruta de crecimiento más fácil está a lo largo de 100 indicaciones. 9-48 ¿Qué tiempo de solidificación será necesario para un colado de 9?5 3 1026m3 y un área de contacto de molde de 1 3 1023 m2? La constante del molde es 8.38 3 106 s/m2. 9-80 Proporcione ejemplos de materiales que se expanden durante la solidificación. Galio, hierro fundido gris y agua. 9-98 ¿Por qué ha asumido cada vez más importancia la colada continua de aceros y otras aleaciones? Las ventajas del proceso de fundición continua son: 1) Una composición más uniforme y menos segregación en la sección del lingote. 2) Produce un mayor rendimiento (menos recorte) en formas primarias 3) Las formas pueden deformarse inmediatamente después de la fundición con recalentamiento mínimo de las losas, flores o palanquillas para formar otras formas deseadas. 4)Ahorra costes energéticos y aumenta la productividad.
