Endurecimiento Por Deformación y Recocido

CIENCIA DE MATERIALES MATERIALES I ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN Y RECOCIDO

Ing. Daniela Cruz.

INTRODUCCIÓN •

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Cuando deformamos l!s"i#amen"e un ma"erial a la "emera"ura am$ien"e %trabajo en frío&' aumen"a el n(mero de dislo#a#iones del ma"erial' #on lo #ual aumen"a su resis"en#ia %el gran n(mero de dislo#a#iones a#"(a #omo una $arrera o imedimen"o ara el deslizamien"o de las dislo#a#iones&. El endure#imien"o o$"enido median"e el "ra$a)o en fr*o' se #ono#e+ endure#imien"o or deforma#i,n o endure#imien"o or "ra$a)o me#!ni#o. Por o"ro lado' "am$i-n eis"e el trabajo en caliente' median"e el #ual un ma"erial es deformado a al"as "emera"uras sin /ue se roduz#a su endure#imien"o. El "ra"amien"o "-rmi#o #ono#ido #omo recocido  "iene #omo o$)e"i0o eliminar o modi1#ar los efe#"os del endure#mien"o or "ra$a)o en fr*o %esfuerzos residuales&.

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Para deformar l!s"i#amen"e un ma"erial' se re/uiere /ue sea d(#"il

 dislo#a#iones se desla#en al ali#ar



fuerzas e"ernas. •

Al res"ringir el mo0imien"o de las dislo#a#iones' el ma"erial se 0uel0e m!s duro 2 resis"en"e.

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3os

ro#esos

me#!ni#os

ara

in#remen"ar

la

resis"en#ia de los ma"eriales' se $asan en di1#ul"ar el mo0. de las dislo#a#iones. •

Con"rolando los ro#esos de deforma#i,n de un ma"erial 2 de "ra"amien"o "-rmi#o' se uede+ Dar una forma ese#*1#a 2 r!#"i#a al ma"erial' Me)orar 2 #on"rolar sus roiedades.

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3os ma"eriales #er!mi#os' ma"eriales fr!giles' no

TRABAJO EN FRÍO Y CURVA DE ESFUERZO-DEFORMACIÓN Cur0a de esfuerzo4 deforma#i,n de un ma"erial d(#"il

DEFORMACIÓN Cur0a de esfuerzo4 deforma#i,n de un ma"erial d(#"il

Cur0a de esfuerzo4 deforma#i,n de un ma"erial /ue 5a sido su)e"o al esfuerzo 3*mi"e el!s"i#o en Ma2or resis"en#ia Menor du#"ilidad •

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3*mi"e el!s"i#o en

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Al #on"inuar ai#ando esfuerzo 5as"a llegar a ' 2 en seguida eliminar el esfuerzo 2 0ol0er a ro$ar el me"al' el nue0o l*mi"e el!s"i#o Cada 0ezser! /ue .se ali/ue un esfuerzo m!s al"o' se in#remen"ar!n "an"o el l*mi"e el!s"i#o #omo la resis"en#ia a la "ensi,n 2 la

DEFORMACIÓN Cur0a de esfuerzo4 deforma#i,n de un ma"erial d(#"il

Cur0a de esfuerzo4 deforma#i,n de un ma"erial /ue 5a sido su)e"o al esfuerzo 3*mi"e el!s"i#o en Ma2or resis"en#ia Menor du#"ilidad •

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3*mi"e el!s"i#o en

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7i se sigue endure#iendo el me"al 5as"a igualar el l*mi"e el!s"i#o' la resis"en#ia a la "ensi,n 2 la resis"en#ia a la ru"ura %2a no eis"e du#"ilidad&' 2a no se deformar! m!s4 fr!gil.

Proiedades en fun#i,n del or#en"a)e de "ra$a)o en fr*o •

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Con"rolando la deforma#i,n l!s"i#a' #on"rolamos el endure#imien"o or deforma#i,n. 3a deforma#i,n se de1ne median"e el or#en"a)e 8rea 1nal  desu-s de "ra$a)o en fr*o+ de la deforma#i,n 

8rea ini#ial de la se##i,n "rans0ersal •

En el #aso del laminado en fr*o se u"iliza el or#en"a)e de la redu##i,n del grosor #omo la medida del "ra$a)o en fr*o+

E.e*#l$ /0 7e desea rodu#ir una #5aa de 9.9:9 ulgadas de esesor de #o$re uro li$re de o*geno #on una resis"en#ia a la "ra##i,n de :; u- or#en"a)e de "ra$a)o en fr*o de$e ali#arse al me"al? ¿Cuál deber! "er el e"#e"$r %&%'%!l de l! 7e '(!#! dedu#e!&)e" /ue el or#en"a)e de "ra$a)o de l! l!*%&!'%+& e& en fr*o de$e ser de @;. Por ,r$ "an"o' el esesor ini#ial de$e ser+

E.e*#l$ 10 DiseBe un ro#eso de fa$ri#a#i,n ara rodu#ir una la#a de #o$re de 9' #m de grosor /ue "enga al menos una resis"en#ia a la "ensi,n de ; 999 si' una resis"en#ia a la uen#ia de 9 999 si 2 ; de elonga#i,n.

En general' el trabajo en frío o el

e&dure'%*%e&)$ #$r de,$r*!'%+& es uno de los m-"odos m!s imor"an"es de endure#imien"o de me"ales. Por e)emlo' el #o$re 2 el aluminio uros s,lo se ueden endure#er de forma signi1#a"i0a or es"e m-"odo. As*' median"e "re1lado' uede fa$ri#arse alam$re de #o$re uro #on dis"in"a resis"en#ia me#!ni#a %#on #ier"as limi"a#iones& 0ariando la #an"idad de endure#imien"o or deforma#i,n.

RECOCIDO Duran"e el ro#esado 2 fa$ri#a#i,n de me"ales 2 alea#iones' algunas 0e#es es ne#esario "ra"ar "-rmi#amen"e el me"al "ra$a)ado en fr*o ara a$landarlo 2 aumen"ar as* su du#"ilidad. 7i la "emera"ura de "ra"amien"o es lo $as"an"e ele0ada duran"e un in"er0alo de "iemo su1#ien"e' la es"ru#"ura del me"al "ra$a)ado en fr*o asar! a "ra0-s de una serie de #am$ios denominados+ . re#uera#i,n' @. re#ris"aliza#i,n 2 . #re#imien"o de grano.

Es"e "ra"amien"o "-rmi#o es #ono#ido #omo+ re#o#ido.

ETA2A DE RECU2ERACIÓN 32$l%4$&%5!'%+& $ Re'$'%d$ de !l%6%$ de e",uer5$"7 •

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3a mi#roes"ru#"ura de un ma"erial "ra$a)ado en fr*o' "iene granos deformados /ue #on"ienen un gran n(mero de dislo#a#iones. Cuando un me"al fuer"emen"e deformado se #alien"a en el rango de "emera"ura de re#uera#i,n %)us"o de$a)o de la "emera"ura de re#ris"aliza#i,n& se rela)an las "ensiones in"ernas del me"al' 2 la energ*a "-rmi#a adi#ional ermi"e /ue las dislo#a#iones se mue0an 2 formen los l*mi"es de una es"ru#"ura su$granular oligonizada #on l*mi"es de grano de !ngulo e/ueBo aun/ue en general' la densidad de dislo#a#iones no 5a #am$iado. Duran"e la re#uera#i,n' se suminis"ra su1#ien"e energ*a "-rmi#a #omo ara ermi"ir el reordenamien"o de las dislo#a#iones en #on1gura#iones de menor energ*a. Duran"e es"e ro#eso se redu#en los esfuerzos in"ernos o residuales %or el reordenamien"o de las dislo#a#iones& 2 aumen"a signi1#a"i0amen"e su du#"ilidad. 3as roiedades me#!ni#as del me"al ermane#en rela"i0amen"e sin  Tam$i-n2ares"aura la redu#e al"a #ondu#"i0idad el-#"ri#a de los me"ales %se #am$iar /ue no se el n(mero de dislo#a#iones.

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ueden "ener alam$res de #o$re o aluminio resis"en"es 2 #on al"a #ondu#"i0idad el-#"ri#a&.

ETA2A DE RECRISTALIZACIÓN •

Desu-s de la e"aa de re#uera#i,n' al ma"erial se le some"e duran"e su1#ien"e "iemo a la "emera"ura de re#ris"aliza#i,n.

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3a "emera"ura de re#ris"aliza#i,n es una "emera"ura a la #ual el me"al aare#e #on una mi#roes"ru#"ura de nue0os granos #u2a densidad de dislo#a#iones 5a sido redu#ida en gran medida' #on lo #ual el me"al 0e redu#ida su resis"en#ia ero aumen"a su du#"ilidad.

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Es"a "emera"ura no es 1)a' sino /ue deende de 0arias 0aria$les.

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Al ro#eso de formai,n de nue0os granos or medio del

ETA2A DE CRECIMIENTO DE 8RANOS •

7i

la

"emera"ura

su1#ien"emen"e

al"a'

del los

"ra"amien"o nue0os

"-rmi#o granos

es

lo

formados

re0iamen"e #omenzar!n a #re#er a$ar#ando o eliminando a los granos m!s e/ueBos.

Es"a e"aa se lle0a a #a$o

median"e la redu##i,n del !rea de los l*mi"es de los granos. •

El #re#imien"o de granos o#urrir! en la ma2or*a de los ma"eriales si se su)e"an a una "emera"ura lo su1#ien"emen"e al"a 5a2a o no sido deformado el ma"erial o se 5a2a o no dado la re#ris"aliza#i,n 2 la re#uera#i,n #omo e"aas an"eriores.