Seguimos publicando Apuntes de Ingeniería Gratis sobre Conformación por Deformación Plástica. En esta segunda parte hablaremos de la deformación de los cristales metálicos, de cómo una imperfección cristalina crea un sistema de deslizamiento y favorece la conformación por deformación plástica. Terminaremos esta entrada hablando del concepto de grano y frontera de grano.
PRIMERA PARTE Conformación por Deformación Plástica (Apuntes de Ingeniería Gratis)
La deformación en cristales metálicos
Cuando un material cristalino se somete a fuerzas de deformación exteriores, primero el cristal se deforma de modo elástico. Esto ocurre ya que la red cristalina se va alargando sin cambios en la posición de los átomos en la red. Por tanto si se elimina la fuerza exterior, la estructura vuelve a su posición original.
La deformación plástica sólo ocurre cuando el esfuerzo exterior supera el límite elástico del material
Ciertas imperfecciones de la red cristalina, como son las dislocaciones, tienen un papel muy importante para facilitar el deslizamiento en los metales.
Cuando una estructura de red que contiene una dislocación de borde se somete a una fuerza cortante, el material se deforma con mucha mayor facilidad que si se tratara de una estructura perfecta.
A la combinación de un plano de deslizamiento y su dirección de deslizamiento se le conoce como sistema de deslizamiento.
Granos y límites de grano.
Casi todos los metales que se utilizan en el industria constan de muchos cristales individuales orientados al azar (granos).
En la fabricación de la materia prima, cuando el metal fundido comienza a solidificar, los cristales empiezan a formarse independientemente unos de otros en varios lugares dentro de la masa líquida, con orientaciones al azar y sin relación unas con otras.
El número y tamaños de los granos desarrollados en una unidad de volumen del metal dependen de la velocidad a la que tiene lugar la nucleación. El número de lugares diferentes en los que se comienzan a formar los cristales individuales y la velocidad a la que éstos crecen, influyen en el tamaño medio de los granos desarrollados. Si la velocidad de nucleación es alta, el número de granos en una unidad de volumen del metal será grande y, por lo tanto, el tamaño de grano será pequeño, y viceversa. Generalmente, el enfriamiento rápido produce granos más pequeños, mientras que el lento produce granos más grandes.
El tamaño de grano influye en las propiedades mecánicas de los metales. El tamaño grande del grano se asocia con resistencia, dureza y ductilidad bajas.
Si el grano del material es grande, si el material se somete a una laminación provocará una superficie de apariencia rugosa (efecto piel de naranja).
Endurecimiento por deformación (acritud)
Durante la deformación plástica, las dislocaciones pueden obstruirse unas con otras y verse impedido su desplazamiento por la aparición de barreras como límites de grano, impurezas, e inclusiones en el material.
A este aumento del endurecimiento del material cuando se somete a deformación plástica, se le denomina endurecimiento por resistencia a la deformación o acritud.
Cuanto mayor sea la deformación, mayor será el número de obstrucciones, y de ahí un aumento en la resistencia del metal.
El endurecimiento por deformación se emplea para aumentar la resistencia de los metales en los procesos de trabajo.
TERCERA PARTE: Conformación por Deformación Plástica (Apuntes de Ingeniería Gratis)
