Isotropía Carácterística de algunos cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección en que son examinadas, es decir, que ciertas magnitudes dan resultados idénticos independientemente de la dirección escogida para dicha medida (lo contrario es anisotropía). →Temperatura de subenfriamiento A las temperaturas termodinámicas de solidificación la probabilidad de formar núcleos estables y sustentables es extremadamente pequeña. En consecuencia a solidificación no comienza a la temperatura termodinámica de solidificación. Si la Tª continua decreciendo respecto a la de equilibrio de solidificación, la fase líquida que debería haberse transformado en sólido viene a ser cada vez más inestable termodinámicamente. Como el líquido está por debajo de la temperatura de solidificación de equilibrio, se considera subenfriado. Así, el subenfriamiento es la temperatura de equilibrio de solidificación menos la temperatura real del líquido. Al aumentar el grado de subenfriamiento, al fuerza termodinámica impulsora de la formación de una fase sólida a partir del líquido rebasa la resistencia a creación de una interfaz sólido-líquido.→Crecimiento planar: Cuando el ritmo con que aparecen nuevos núcleos es muy alto, la Tª del líquido en las proximidades del núcleo es siempre mayor que la de este y superior a la Tª de fusión. Si el núcleo está en el seno del líquido, su crecimiento implica un sobre calentamiento del líquido del entorno inmediato, que es el que absorbe el calor latente correspondiente. .Dado que todo el líquido circundante a cad núcleo posee una distribución térmica similar, el crecimiento será igualmente probable en todas las direcciones por lo que el núcleo crecerá de forma regular. El crecimiento será enormemente lento ya que la agitación térmica del líquido será muy alta como para permitir disposiciones ordenadas. Pero si el núcleo se forma heterogéneamente sobre las paredes del contenedor, el calor latente lo absorben las paredes y el proceso de crecimiento se verá acelerado. Es decir, el sólido que se está formando está una temperatura inferior que la del líquido circundante y el calor latente se elimina por conducción a partir de la interfaz sól-liq. Toda protuberancia que comienza a crecer en la interfaz estará rodeada de líquido a mayor temperatura que la de solidificación, entonces se detiene el crecimiento de la protuberancia hasta que se empareja con el resto de la interfaz.→
Crecimiento dendrítico: por otra parte puede ocurrir que el ritmo de nucleación sea más bajo, en este caso el líquido se subenfría antes de que se forme el sólido (como el número de embriones es muy bajo, la cantidad de calor de solidificación cedido al líquido será pequeña, por lo que zonas de este pueden alcanzar temperaturas por debajo de la Tª de fusión sin solidificar. Bajo estas condiciones, los núcleos no crecen de forma regular sino con unas estructuras carácterísticas llamadas dendritas. SU formación se debe a que el líquido subenfriado puede absorber parte del calor latente liberado durante la solidificación, como resultado se produce un crecimiento desaforado a lo largo de ciertas direcciones que da lugar a los brazos primarios de la dendrita, es decir, sólo es posible cuando la masa de líquido en el entorno de los núcleos se halla a Tª inferior a la temperatura de fusión, luego se halla subenfriado. Las direcciones de los brazos principales de las dendritas coincide con el de mayor gradiente térmico. También suelen crecer brazos secundarios y terciarios para hacer más eficiente la evacuación de calor latente. El crecimiento dendrítico finaliza cuando el líquido subenfriado alcanza la temperatura de fusión.→Endurecimiento por dispersión de partículas: la existencia de partículas de una fase dura, distribuidas uniformemente por todo el material (dispersas) constituye un medio eficaz de aumentar la resistencia de un material (se puede multiplicar la dureza del AL hasta 8 veces). Hay un tamaño de partícula que optimiza el endurecimiento del material, es decir, cuando los precipitados son lo suficientemente grandes y mordientes con una red muy diferente de la de la matriz la interfase será incoherente, en esta situación las dislocaciones no pueden atravesar lo precipitados y por tanto, los rodean por un proceso que se inicia con un arqueo de la distorsión alrededor de la partícula y que termina dejando lo que se llama “lazo de dislocación”. El efecto endurecedor de los precipitados aumenta muy rápidamente a medida que disminuye la distancia entre precipitados de manera que el limite elástico es proporcional a este facto: 1/L (1/L aumenta también lo hace el limite elástico)→Endurecimiento por afino de grano: en la ecuación hal-peck tenemos que T significa tamaño medio de grano, sigmasubI limite elástico monocristalino y K es la contante empírica, como contrapartida al incremento de las propiedades mecánicas mejoradas al afinar el grano tenemos que las soluciones solidas normalmente son menos tenaces.→Endurecimiento por aleación: se sabe que los metales uros son siempre más blandos y menos resistentes que las soluciones solidas formadas usando el mismo metal como base. El aumento de concentración de átomos de impurezas produce un aumento de la resistencia a la tracción a la dureza y del límite elástico.→Endurecimiento por precipitación o envejecimiento: Se produce por una secuencia de transformaciones de fase que conducen a una dispersión uniforme de precipitados de tipo coherente, de tamaño de grano pequeño y duro, sobre una matriz blanda y dúctil. Ejemplo: aleación de 4% Cu en Al (matriz Al).
Crecimiento dendrítico: por otra parte puede ocurrir que el ritmo de nucleación sea más bajo, en este caso el líquido se subenfría antes de que se forme el sólido (como el número de embriones es muy bajo, la cantidad de calor de solidificación cedido al líquido será pequeña, por lo que zonas de este pueden alcanzar temperaturas por debajo de la Tª de fusión sin solidificar. Bajo estas condiciones, los núcleos no crecen de forma regular sino con unas estructuras carácterísticas llamadas dendritas. SU formación se debe a que el líquido subenfriado puede absorber parte del calor latente liberado durante la solidificación, como resultado se produce un crecimiento desaforado a lo largo de ciertas direcciones que da lugar a los brazos primarios de la dendrita, es decir, sólo es posible cuando la masa de líquido en el entorno de los núcleos se halla a Tª inferior a la temperatura de fusión, luego se halla subenfriado. Las direcciones de los brazos principales de las dendritas coincide con el de mayor gradiente térmico. También suelen crecer brazos secundarios y terciarios para hacer más eficiente la evacuación de calor latente. El crecimiento dendrítico finaliza cuando el líquido subenfriado alcanza la temperatura de fusión.→Endurecimiento por dispersión de partículas: la existencia de partículas de una fase dura, distribuidas uniformemente por todo el material (dispersas) constituye un medio eficaz de aumentar la resistencia de un material (se puede multiplicar la dureza del AL hasta 8 veces). Hay un tamaño de partícula que optimiza el endurecimiento del material, es decir, cuando los precipitados son lo suficientemente grandes y mordientes con una red muy diferente de la de la matriz la interfase será incoherente, en esta situación las dislocaciones no pueden atravesar lo precipitados y por tanto, los rodean por un proceso que se inicia con un arqueo de la distorsión alrededor de la partícula y que termina dejando lo que se llama “lazo de dislocación”. El efecto endurecedor de los precipitados aumenta muy rápidamente a medida que disminuye la distancia entre precipitados de manera que el limite elástico es proporcional a este facto: 1/L (1/L aumenta también lo hace el limite elástico)→Endurecimiento por afino de grano: en la ecuación hal-peck tenemos que T significa tamaño medio de grano, sigmasubI limite elástico monocristalino y K es la contante empírica, como contrapartida al incremento de las propiedades mecánicas mejoradas al afinar el grano tenemos que las soluciones solidas normalmente son menos tenaces.→Endurecimiento por aleación: se sabe que los metales uros son siempre más blandos y menos resistentes que las soluciones solidas formadas usando el mismo metal como base. El aumento de concentración de átomos de impurezas produce un aumento de la resistencia a la tracción a la dureza y del límite elástico.→Endurecimiento por precipitación o envejecimiento: Se produce por una secuencia de transformaciones de fase que conducen a una dispersión uniforme de precipitados de tipo coherente, de tamaño de grano pequeño y duro, sobre una matriz blanda y dúctil. Ejemplo: aleación de 4% Cu en Al (matriz Al).
Nucleación homogénea: Suele darse en los metales puros. Tiene lugar cuando el metal (fundido) proporciona los átomos para formar los núcleos. Se enfría el metal fundido por debajo de su temperatura de solidificación y debido al movimiento lento de los átomos, es posible que se mantengan unidos (la fuerza de cohesión es mayor que la fuerza de vibración de los átomos). Para que un núcleo estable se transforme en un cristal es necesario alcanzar un “tamaño crítico”. Si el conjunto de átomos unidos entre si es de menor tamaño que el tamaño crítico, se denominan embriones, y si por el contrario es mayor se llama núcleo, este último es más estable.
Nucleación heterogénea: se da entre metales no puros, es decir, aleaciones. Consiste en introducir a otros elementos para producir la nucleación. Puede ser que estos elementos den pie a formar nuevos núcleos.