Metodos de endurecimiento

Mecanismos de endurecimiento

* Toda deformación plástica de un material tiene lugar a causa del movimiento de dislocaciones en su interior.

* Cualquier método o estrategia que consiga frenar el avance de las dislocaciones en un material logrará endurecerlo y aumentar su resistencia a la deformación plástica.

Endurecimiento por precipitación y dispersión

* Las dislocacionesse desplazan por el material con mayor o menor facilidad atendiendo al trabajo necesario realizar para romper y crear enlaces.

* Si dentro de un material se introducen partículas rígidas, por las cuales no pueden moverse las dislocaciones, estas se atascarán (anclado de dislocaciones) al llegar a dichas partículas.

* Paso de una dislocación a través de una partícula.* Si la partícula es muy rígida la dislocación no podrá atravesarla.

* Aproximación de la dislocación al precipitado.

* Contacto entre la dislocación y las partículas situación sub-crítica).

* Interacción entre la dislocación y las partículas (situación crítica).

* Avance de la dislocación (situación de escape).

* La tensión de fluencia varía según laexpresión donde Τ es la tensión lineal de la dislocación, b corresponde con el vector de Burgers y L la distancia entre precipitados.

* De esta expresión se puede deducir que cuanto más finos y juntos estén los precipitados más resistentes será el material.

* Un ejemplo típico de materiales endurecidos por precipitación es el duraluminio (Al 3%Cu)Endurecimiento por solución sólida

* Si las dislocaciones al moverse por la red encuentran distorsiones en esta se verán frenadas.

* El introducir un átomo extraño en una red introduce una gran distorsión en la misma.

* Dichas distorsiones dificultan en movimiento de las dislocaciones a su alrededor.

* Los átomos extraños pueden ser de dos tipos atendiendo a su localización.* Intersticiales: Cuando ocupan posiciones entre los átomos.

* Sustitucionales: Cuando sustituyen a átomos originales.

Intersticial Sustitucional


Sustitucional pequeño Sustitucional grande* Ejemplos de endurecimiento por solución sólida (Cu)

Mecanismos de endurecimiento de estructuras metálicas

Cualquier situación que conduzca al impedimento o bloqueo del movimiento de las dislocaciones, como por ejemplo:

* Afino de grano

* Límite de grano como factor de desorientación cristalina

* Relación entre el tamaño del grano y el límite elástico

*Solución solida

* Deformación asociada a la solución sólida

* Obstaculización al movimiento de las dislocaciones

* Deformación plástica en frío

* Endurecimiento por trabajo en frío o acritud

* Representación en la curva tensión-deformación

* Interacciones entre las dislocaciones. Multiplicación de las dislocaciones.
Ejemplo de mecanismos de endurecimiento afino degrano

* Afino de grano: σy = σ0 + k d-1/2

* Solución sólida:

Variación de las propiedades


% elemento de aleación en solución sólida

* Trabajo en frio:

Después de haber de formado plásticamente un metal, producirle una deformación de la misma magnitud requiere una tensión superior, este fenómeno se denominaACRITUD.

Tratamientos térmicos
El tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.
Para conocer a que temperatura debe...