Endurecimiento por deformacion

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ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN

Carlos Ocampo, Elías Castellanos, Victor Alario
Facultad de Ingenierías y Arquitectura, Universidad de Pamplona, Colombia, Diciembre de 2010

Resumen

Con el fin de apreciar los mecanismos del endurecimiento por deformación, se sometió una varilla de acero estructural de 1/2’’ a una carga axial, la cual fue interrumpida varias veces durante el ensayo con elfin de agregar propiedades al material, es decir, incrementar la resistencia y el límite de fluencia del mismo; como consecuencia de este proceso el acero perdió ductilidad. Los resultados del ensayo fueron satisfactorios, pero no cuantificables.

Abstract

To appreciate the mechanisms of strain hardening, underwent a structural steel rod 1/2''to an axial load, which was interrupted severaltimes during the trial in order to add properties to the material, ie, increase strength and yield strength of it, as a result of this process the steel lost ductility. The test results were satisfactory, but not quantifiable.

Palabras clave: Endurecimiento por deformación, dislocaciones, propiedades mecánicas.

1. Introducción

El endurecimiento por deformación es un fenómeno por el cualun metal dúctil se hace más duro y resistente a medida que es deformado plásticamente. A veces también se denomina acritud, o bien endurecimiento por trabajo en frío, debido a que la temperatura a la q ocurre es “fría” en relación con la temperatura de fusión del metal. La mayoría de los metales se endurecen por deformación a temperatura ambiente.

A veces es conveniente expresar el grado dedeformación plástica como es porcentaje de trabajo en frío más que como deformación. El porcentaje de trabajo en frío (%CW) se define así

%CW=A0-AdA0*100

Donde A0 es el área original de la sección que experimenta la deformación, y Ades el área después de la deformación.

Las Figura 1.a y 1.b muestran como el límite elástico y la resistencia a la tracción del acero, el latón y el cobreaumentan al aumentar el porcentaje de trabajo en frío. El precio a pagar por este aumento en la dureza y en la resistencia es la ductilidad del metal. Esto se muestra en la Figura 2, en la cual la ductilidad, en porcentaje de elongación, experimenta una reducción al aumentar el porcentaje de trabajo en frío para las tres aleaciones. La influencia del trabajo en frío sobre el diagrama Esfuerzo Vs.Deformación de un acero se muestra en la Figura 3.

Figura 1. UTS Vs. %CW para Acero, cobre y latón

El endurecimiento por deformación se muestra en un diagrama Esfuerzo Vs. Deformación (Figura 4). Inicialmente, el metal con un límite elástico σy0 se deforma plásticamente hasta el punto D. Cuando la tensión es retirada y después reaplicada, resulta un nuevo límite elástico, σyi, el cual es mayor queσy0.

Figura 2. %ε Vs. %CW para Acero, cobre y latón

Figura 3. Influencia del %CW para un Acero

Figura 4. Endurecimiento por deformación
El fenómeno de endurecimiento por deformación se explica entre los campos de deformación de las dislocaciones. La densidad de las dislocaciones aumenta con la deformación (trabajo en frío) en consecuencia, ya que la distancia media entre dislocacionesdisminuye, las dislocaciones se posicionan mucho mas juntas. En promedio, las interacciones dislocación-dislocación son repulsivas. El resultado neto es que el movimiento de una dislocación es limitado debido a la presencia de otras dislocaciones. A medida que la densidad de dislocaciones aumenta, la resistencia al movimiento de éstas debido a otras dislocaciones se hace más pronunciada. Así, latensión necesaria para deformar el material aumenta con la acritud.

El refuerzo por deformación se utiliza a menudo en la práctica para aumentar las propiedades mecánicas de los metales durante los procesos de conformación. El efecto de endurecimiento por deformación puede ser eliminado por tratamiento térmico.

La respuesta del metal al trabajo en frío está dada por su coeficiente de...
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