Modificación de la estructura cristalina. 1) Deformación tipo elástica: Los átomos admiten cierta distorsión. 2) Los ángulos de la red cristalina se modifican mientras siga habiendo esfuerzo pero los átomos siguen unidos a los átomos que lo rodeaban inicialmente. Si el esfuerzo aplicado supera la resistencia a la cedencia los cristales se modifican permanentemente (las posiciones de los átomos se modifican.)
Mecanismo de deformación. 1) Primarios: Se preserva la estructura cristalina sin cambio alguno (eso no significa que los enlaces no hayan sufrido modificacion mo dificaciones) es)
-Deformación plástica deslizamiento.- El cristal experimenta la ruptura de algunos enlaces, los átomos liberados se unen con otros y la red cristalina no muestra discontinuidad.
-Deformación plástica maclado.- La red sufre de un cambio de orientación de los enlaces lo que permite un cambio en la forma del cristal.
2) Secundarios: Se introducen discontinuidades en la red cristalina es decir está parcialmente destruida.
-Discontinuidad irregular: Separación del átomo en fragmentos que no comparten ningún átomo (micro fractura).
-Deformación por translación.- Mecanismo de deformación que cambia la orientación de un cristal, Un cristal maclado se considera un solo elemento cristalino con varios elementos.
Maclas
Creación.
Durante la deformación (comúnmente).
Durante la formación del cristal.
Deslizamiento Deslizamiento cristalino.-Consiste en el deslizamiento de un parte del cristal sobre otra parte del mismo a lo largo de una superficie densamente poblada (el enlace se rompe y se reconstruye formado con los átomos más próximos, los defectos ayudan a la deformación)
Defectos
Puntuales: Vacancias, átomos intersticiales, impurezas, etc…
Lineales: Disoluciones.
Dislocaciones.- Permite que los enlaces se rompan y se vuelvan a unir poco a poco sobre la superficie de deslizamiento, ¡Las dislocaciones también migran!
UNIDAD 4.1 Endurecimiento por deformación (metales) Durante la deformación el endurecimiento se obtiene al aumentar la cantidad de dislocaciones. -Deformación plástica: Efecto de numerosas dislocaciones. ¡Si el esfuerzo aplicado es mayor a la resistencia a la cedencia entonces las dislocaciones comienzan a deslizarse!
-Endurecimiento por deformación plástica en frio: Fenómeno por el cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida que es deformado plásticamente, debido a que se da una temperatura “fría” relativa a la temperatura de fusión del metal.
Para que un material mantenga su dureza: Es necesario que las dislocaciones creadas durante la deformación se mantengan en la estructura del material.
Trabajo en frio
Trabajo en caliente
Existe endurecimiento por deformación. Se crean dislocaciones que se quedan en el material. El material se endurece.
No existe endurecimiento por deformación. Se crean dislocaciones pero estas desaparecen por difusión. El material no se endurece.
-Trabajo en frio:
Causa aumento en las dislocaciones en la estructura del metal.
Deformación en los granos
Esfuerzos residuales.
-Esfuerzos residuales: Zonas de tensión o compresión que existen dentro del material sin que sean generados por fuerzas externas.
-Las
propiedades
del
material
podrían
ser
restaurados
con
los
siguientes
procedimientos:
Recuperación y re cristalización.
Crecimiento de grano.
Tratamientos térmicos: Calentar el acero a una temperatura determinada mantenerlo a esa temperatura durante cierto tiempo hasta que se forme la estructura deseada y luego enfriarlo a la velocidad conveniente. Factores:
Temperatura
Tiempo
Tamaño y forma de la pieza
Material
Se logra:
Una estructura de mejor dureza y mayor ductilidad
Eliminar tensiones internas y evita deformaciones después del mecanizado
Conseguir una estructura más homogénea
Máxima dureza y resistencia
Variar propiedades físicas
Tipos de tratamientos térmicos: Recocido.- Consiste en ablandar y afinar el grano, eliminar tensiones producidas por la conformación del material en frio, se obtiene calentando el material a la temperatura adecuada y enfriándolo lentamente en el mismo horno recubriéndolas de arena o cenizas. Tipos de recocido:
Recocido de generación.- Tiene por objeto afinar el grano de los aceros sobrecalentados.
Recocido globular.- Para logar una más fácil deformación en frio.
Recocido contra la acritud.- Para recuperar las propiedades perdidas en la deformación en frio.
Recocido doble.- Para lograr una estructura mecanizable en aceros de alta aleación.
Templado.- Tratamiento que tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia del acero, Consiste en calentar el acero a una temperatura suficientemente elevada para transformar en ausentita seguido de un enfriado para transformar la ausentita en mar tensita. Tipos de temple:
Temple continuo: -CompletoSe aplica a los aceros hipotectoides -IncompletoSe aplica a los aceros hipereutectoides.
Temple escalonado: AustemperingConsiste en calentar adecuadamente y mantener hasta que se transforme en Ausentita y luego enfriar hasta que se transforme en Vainita -MartemperingMismo
procedimiento
que
el
temple Austempering con la diferencia que el baño de enfriamiento se sitúa por encima de 200°
Temple superficial: Calentamiento superficial y rápido de manera que solo una capa de la misma alcanza la austenizacion así se consigue que el núcleo de la pieza quede más blando y tenaz.
Revenido.- Es el que le sigue al temple con el objeto de eliminar fragilidad y las tensiones creadas a la pieza, consiste en calentar la pieza a una temperatura inferior a la del temple.
Tratamientos termoquímicos.
Cementación.
Nitruración.
Cianuracion.
Sulfinizacion.
Carbonitiuracion.
Trabajo en frio.- Es un mecanismo útil para el endurecimiento del material
Desventajas: Perdida de ductilidad, desarrollan esfuerzos residuales
Está constituido por 3 etapas: 1) Recuperación.- La energía térmica permite que las dislocaciones se muevan y formen fronteras de una estructura granular poligamizada. 2) Re cristalización.- Se nuclean nuevos y pequeños granos se eliminan la mayoría de las dislocaciones esto ocasiona baja resistencia pero gran ductilidad. 3) Crecimiento de grano.- Los granos libres de deformación continuaran creciendo si el metal se mantiene a la temperatura elevada, ocurre debido a que a medida que el grano crece disminuye el total del de las fronteras de los granos disminuyendo la energía total almacenada. Si la temperatura es la suficiente alta los granos empiezan a crecer, El recocido debe ser controlado para una combinación de resistencia y tenacidad. Temperatura de re cristalización: Es la temperatura a la que los granos originales de la microestructura trabajada en frio comienza a transformarse en nuevos granos. Fuerza motriz: Para una re cristalización es la diferencia entre la energía interna de un material frio y un material recristalizado. Metales puros: Se recristalizan a menores temperaturas que las aleaciones Al aumentar el tiempo de recocido: Se reduce la temperatura de re cristalización Una mayor temperatura de fusión: Permite alcanzar una mayor temperatura de re cristalización. Tamaño de grano re cristalizado Reducir el tamaño de grano Reducir la temperatura del recocido y Tiempo de recocido
Trefilado.- Procedimiento de conformación de materiales dúctiles que se realizan estirándolos a través de un orificio llamado hieleras, la operación consiste en deformar el metal mediante la aplicación de fuerza. Laminado.- Proceso de conformación plástica en el que el metal fluye a través de dos rodillos disminuyendo su grosor inicial mediante las fuerzas de compresión. Extrusión.- Proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija.
Materiales comunes: Estaño, aluminio, cobre, circonio, titanio, benlio, vanadio. Ejemplos: Tubos plegables, extintores, cilindros, pistones.
