Procesos de manufactura

UNIDAD DE COMPETENCIA 2
Identificar los procesos de fabricación de piezas por deformación en frió y caliente (trabajo).

2.1 Efectos del trabajo en frió y en caliente.

Efectos del trabajo en frió

Cuando un metal es rolado, extruido o estirado a una temperatura debajo de la recristalización, el metal es trabajado en FRÍO. La mayoría de los metales se trabajan enfrío a temperaturaambiente aunque la acción de formado en ellos causa una elevación de temperatura. Para comprender la acción de trabajo en frío y sus efectos, se debe poseer algún conocimiento de la estructura de los metales.

Todos los metales son cristalinos por naturaleza y están hechos de granos de forma irregular de varios tamaños.

Esto puede verse claramente en un microscopio metalúrgico si el metalfue convenientemente pulido o atacado con ácido.

Cada grano esta constituido por átomos en un arreglo ordenado conocido como malla, la orientación de los átomos en un grano dado es uniforme pero difiere de aquellos en granos adyacentes, sus cambios resultantes en la forma del material los trae consigo marcados en la estructura del grano tales como fragmentación del grano, movimiento deátomos y distorsión de la malla.


Estructura de los metales    
Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra. Cuando un material se encuentra en forma de gas, sus átomos están más dispersos o desordenados (a una mayor distancia uno de otro) en comparación con los átomos deese mismo material pero en estado líquido o sólido.
Existen materiales en los que sus átomos siempre están en desorden o desalineados aún en su estado sólido, a estos materiales se les llama materiales amorfos, un ejemplo es el vidrio, al que se considera como un líquido solidificado. Se puede decir que un sólido cristalino podría ser el hielo; ya que este posee un ordenamiento estricto yregular, es decir, que sus átomos, moléculas o iones ocupan posiciones especificas, estos sólidos suelen tener superficies planas o caras que forman ángulos definidos entre sí. Los sólidos cristalinos adoptan diferentes formas y colores. Sólido amorfo Amorfo quiere decir que estos sólidos no tienen forma.

En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean demanera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas mallas pueden ser identificadas fácilmente por sus propiedades químicas, físicas o por medio de los rayos X.
Cuando un material cambia de tipo de malla al modificar su temperatura, se dice que es un material polimorfo o alotrópico.






Cada tipo de malla en los metales da diferentes propiedades, no obstante que se trata del mismomaterial, así por ejemplo en el caso del hierro aleado con el carbono, se pueden encontrar tres diferentes tipos de mallas: la malla cúbica de cuerpo centrado, la malla cúbica de cara centrada y la malla hexagonal compacta. Cada una de estas estructuras atómicas tienen diferentes números de átomos, como se puede ver en las siguientes figuras.
Malla cúbica de cuerpo centrado
Malla cúbica de caracentrada
Malla hexagonal compacta



La malla cúbica de cuerpo de cuerpo centrado. Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa. Tiene átomos en cada uno de los vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno.
La malla cúbica de cara centradaaparece en el hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente  a 910 ºC, se conoce como hierro gamma. Tiene átomos en los vértices y en cada una de sus caras, su cambio es notado además de por los rayos X por la modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y por las distancias intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el níquel,...