¿Qué es el refinamiento del grano?

El refinado del grano ocurre cuando la recristalización ocurre en los metales.

cuando los aceros se calientan por encima de 673 ky hasta 973 K ocurre la recristalización

La recristalización es un proceso mediante el cual los granos deformados son reemplazados por un nuevo conjunto de defectos, granos libres que se nuclean y crecen hasta que los granos originales se han consumido por completo. La recristalización suele ir acompañada de una reducción de la resistencia y dureza de un material y un aumento simultáneo de la ductilidad. Por lo tanto, el proceso puede introducirse como una etapa deliberada en el procesamiento de metales o puede ser un subproducto indeseable de otra etapa de procesamiento. Los usos industriales más importantes son el ablandamiento de los metales previamente endurecidos por el trabajo en frío, que han perdido su ductilidad, y el control de la estructura del grano en el producto final.

b- nucleatos de granos nuevos (puntos diminutos)

abc grano refinamiento

ahora si el metal se enfría en la etapa c, se produce un refinamiento del grano.

Para entender el refinamiento del grano, necesitamos una mejor comprensión del trabajo en frío, la recuperación, la recristalización y el crecimiento del grano, que se conocen como procesos de restauración.

(El diagrama está tomado de Google Images )

(a) Trabajo en frío: cuando se aplica una carga externa por encima del límite de fluencia en el material, las dislocaciones presentes en el material comienzan a moverse hacia el límite del grano. Al cargarse más, más dislocaciones se mueven hacia el límite. La acumulación de estas dislocaciones cerca del límite del grano se conoce como bosque de dislocación. Como sabemos que el mismo tipo de dislocaciones se repelen entre sí, estas dislocaciones crean una contrapresión conocida como tensiones residuales cerca del límite que restringe el movimiento adicional de las dislocaciones hacia el límite del grano. Debido a los granos deformados y deformados y la contrapresión, la energía interna total del material es muy alta. La recuperación, la recristalización y el crecimiento del grano son tres mecanismos que se utilizan para restaurar la microestructura del material a un nivel de energía bajo. Comencemos uno por uno,

(b) Recuperación – Tomemos el ejemplo de una sala. Supongamos que hay una sala de capacidad máxima de 500 personas. Y debido a alguna razón, 600 personas entran aleatoriamente en la habitación desde diferentes puertas. Debido a la aleatoriedad, las personas sentirán hacinamiento en la sala. Pero de repente, un instructor hace un anuncio para crear filas y columnas en la sala. Y debido a la disposición regular de personas en filas y columnas, todos sienten menos congestión en la sala y sienten menos asfixia también.

Similarmente en recuperación, cuando el material trabajado en frío se calienta. Las dislocaciones reciben suficiente energía de activación y comienzan a reorganizarse en un patrón regular. Debido a esta reorganización, se alivian los esfuerzos residuales. Pero las propiedades mecánicas del material no cambian ya que el número de dislocaciones permanece igual durante la recuperación.

(c) Recristalización: con más calentamiento, los nuevos granos equiaxiales comienzan a formar y reemplazar la estructura original del grano. La diferencia en la energía interna del material tensado y no entrenado funciona como una fuerza motriz en este mecanismo. Esta nueva estructura posee menos densidad de dislocación. El grado de recristalización depende del tiempo y la temperatura. El proceso de recristalización también se conoce como proceso de refinamiento del grano.

(d) Crecimiento de grano: si la temperatura es lo suficientemente alta, los granos comienzan a crecer. Como sabemos que a alta temperatura, la estructura con menos límite de grano es más fuerte. Por lo tanto, a una temperatura suficientemente alta, el material comienza a aproximarse hacia una estructura cristalina con un tamaño de grano más grande.

“Praveen Rajput”

El refinamiento, como su nombre indica, es el proceso en el cual el tamaño del grano en un elemento o aleación o compuesto se reduce para impartir un mejor efecto del fortalecimiento de los límites del grano.
El refinamiento del grano es una muy buena opción cuando se desea aumentar el límite de fluencia utilizando la relación hall-petch (ya que el movimiento de dislocación se vuelve difícil en la interfaz GB) o si se quiere mejorar la vida de fatiga. No es adecuado para la resistencia a la fluencia ya que a mayor temperatura el modo de falla cambia de fractura transgranular a fractura intergranular.

Las otras respuestas fueron buenas, pero se agregan aditivos de refinado de grano a una aleación antes de la fundición. También puede inocular el metal fundido justo antes de verterlo en el molde. También puede pintar el molde con sustancias químicas “secretas” de mejora de la nucleación para realizar el refinamiento del grano. Esa es mi primera respuesta y las otras son verdaderas pero no completas.