Evolución del Crecimiento de Grano Recristalizado en Metales

Abstract

En este trabajo se simula el proceso de recristalización con crecimiento de grano en materiales metálicos. El algoritmo desarrollado se basa en un autómata celular cuyas reglas de selección utilizan el método de Monte Carlo. Dicho algoritmo permite variar: el tamaño y la fracción de partículas de segunda fase, la temperatura del tratamiento térmico, el porcentaje de deformación en frío de la probeta y la distribución de densidad de dislocaciones, la energía de borde de grano y la auto difusión del material.
A partir de las simulaciones se determinan el porcentaje de recristalización y el tamaño del grano recristalizado en función del tiempo, los cuales se utilizan para estudiar las cinéticas de los procesos involucrados.
La cinética del proceso de recristalización es analizada mediante la ecuación Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami (KJMA)la cual describe las transformaciones de fase a temperatura constante y muestra cómo varía la constante de Avrami (β) y el exponente de Avrami (n), con la temperatura del tratamiento térmico, el porcentaje de trabajo en frío y la densidad de dislocaciones. La cinética de crecimiento del grano recristalizado se analiza estudiándola velocidad de crecimiento de grano.
Para los sistemas bifásicos estudiados en este trabajo se observa que, a una temperatura de recocido dada, la velocidad de recristalización parte de cero, se incrementa hasta alcanzar un valor máximo y posteriomente disminuye en forma exponencial hasta anularse, momento en el cual se detiene el crecimiento de grano.