Endurecimiento por deformación


Taller #5 Ciencia de los materiales













TALLER NUMERO 5 ENDURECIMIENTO POR DEFORMACIÓN, ENFURECIMIENTO POR SOLUCIÓN Y ENDURECIMIENTO POR DISPERSIÓN.

1. Incluya aquí el enunciado del problema 7-6 y las soluciones para las preguntas a y b de la CUARTA edición del texto de Askeland.
Solución
Pregunta 7-6
Defina los siguientes términos: exponente de endurecimientopor deformación (n), sensibilidad a la velocidad de deformación (m) y relación de deformación platica (r). Use las ecuaciones correspondientes
Exponente de endurecimiento por deformación (n): Es la respuesta de un material metálico al trabajo en frio que se determina por (n), es la pendiente de la porción plástica de la curva esfuerzo real – deformación unitaria real:

Es decir,

K es unaconstante (coeficiente de resistenci­a) es igual al esfuerzo cuando Los metales con menor exponente de endurecimiento por deformación responden mal al trabajo en frio. Si se toma un alambre doblado este es más resistente que por el endurecimiento por deformación.
Sensibilidad a la velocidad de deformación (m):

Esto describe cómo responde un endurecimiento por deformación rápida a la deformaciónplástica. Los aceros que se endurecen con rapidez bajo cargas de impactos son adecuados para absorber energía mecánica. Un valor positivo de m implica que el material resiste a la formación de cuello (esfuerzo último, el área de la sección transversal disminuye en una zona localizada). Valores grande de (m) y (n) significan que el material puede tener una moldeabilidad todavía mejor en elestirado. Sin embargo, esos valores no afectan las características del trefilado profundo. Para este proceso es importante la relación de deformación plástica (r). Esta relación de deformación plástica se define como:

En esta ecuación, w y h son el ancho y el espesor del material que se procesa, y el subíndice cero indica dimensiones originales. Con frecuencia se usan los diagramas de límite deformabilidad para comprender su formabilidad (capacidad de mantener su integridad conforme se le da forma), moldeabilidad o conformabilidad de los materiales metálicos.

2. Incluya aquí el enunciado del problema 7-43 y las soluciones para las preguntas a, b, c y d de la CUARTA edición del texto de Askeland.
Solución
Pregunta 7-43
Se desea estirar un alambre de cobre de 0.3 pulg de diámetro yresistencia de cedencia de 20000 psi, para formar un alambre de 0,25 pulg de diámetro.
a) Calcule la fuerza de estirado, suponiendo que no hay fricción.
b) ¿El alambre estirado se romperá durante el proceso de estiramiento? Demuestre por qué.

Solución: El estirado de la alambre es la técnica de manufactura obvia para esta aplicación.
a) Antes del estirado el material se encuentra con 0% detrabajo en frio, porque tiene una resistencia de 20000 psi.

Trabajo en frío
%TF=x 100

%TF = = 30, 6%


Según la tabla de Resistencia-Trabajo en frio, al realizar un 30,6% de trabajo en frio la Resistencia de cedencia será de 53000 psi en el alambre estirado.
La fuerza de tensión necesaria para deformar el alambre inicial es:






b) El esfuerzo que actúa sobre el alambre despuésde haberlo pasado por el troquel es:







Como la tensión real que actúa sobre el alambre (28806 psi) es menor a la resistencia a la fluencia (53000 psi) del alambre estirado, el alambre no se romperá durante la fabricación










3. Incluya aquí el enunciado del problema 7-66 y las soluciones para las preguntas de la CUARTA edición del texto de Askeland.
SoluciónPregunta 7-66
Con los datos de la tabla 7-4 haga una gráfica de la temperatura de recristalización en función de la temperatura de fusión de cada metal, usando temperaturas absolutas (en kelvin). Mida la pendiente y compárela con la relación esperada entre esas dos temperaturas. ¿Es buena nuestra aproximación?


Pendiente = 0,4

4. Incluya aquí el enunciado del...