Seguimos con la asignatura de Tecnología mecánica, en otras entradas del blog hemos visto las técnicas de fundición para obtener piezas a partir de metal fundido utilizando un molde de arena o un molde metálico.
Pasamos ahora a comentar los procesos de Conformación por Deformación Plástica que son procesos de fabricación, en los que mediante la acción de fuerzas exteriores se consigue modificar la geometría exterior del cuerpo de metal y variar las características mecánicas del mismo.
Lógicamente no todos los materiales son susceptibles de aplicarles estos procesos de Conformación por Deformación Plástica. Sólo son aptos los materiales con un amplio periodo plástico, o sea los que pueden experimentar una deformación permanente importante sin llegar a destruir sus enlaces moleculares (p. ej. el acero y algunos metales no férreos).
Por tanto, con un proceso de Conformación por Deformación Plástica conseguimos:
- Cambiar la geometría de la pieza.
- Incrementos de resistencia del material.
- Conformar piezas sin desperdiciar material.
1. ¿Cómo se comporta el material durante el proceso de Conformación por Deformación Plástica?
Para estudiar el comportamiento de un material ante la Deformación Plástica, utilizaremos la curva obtenida en un ensayo de tracción como la siguiente:
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| Curva característica de cada material Tensión-Deformación |
En esta gráfica podemos distinguir varias zonas:
- OA.- La deformación es proporcional al esfuerzo. Zona de deformación elástica. Cuando cesan los esfuerzos exteriores el material recupera la forma. Lógicamente este rango de tensiones no nos interesa ya que no provocan deformaciones plásticas en el material.
- BC.- Esta es la zona que nos interesa. Los esfuerzos han provocado deformaciones, que una vez desaparecen, el material vuelve al punto E, con lo cual ha obtenido un incremento de tamaño OE (deformación plástica obtenida).
En esta zona el comportamiento del metal se define en la siguiente fórmula:
Donde K es el coeficiente de resistencia y n es el exponente de endurecimiento. En la siguiente tabla vemos valores de K y n para diferentes materiales:
Como regla general, los materiales metálicos se comportan según alguna de estas gráficas:
Cuando tenemos que diseñar una pieza a partir de un material, el único dato del que disponemos es el Límite elástico, que se obtiene a partir de ensayos de tracción. Por tanto nuestro estado de tensiones (generalmente tridimensional) debemos pasarlo a un estado monoaxial para poder comparar este estado monoaxial con el límite elástico dado.
Utilizaremos para ello, alguno de estos dos criterios:
- Criterio de Tresca.-
Se utiliza para materiales dúctiles sometidos a estados de tensión en los que las tensiones tangenciales son relativamente grandes. Sólo se tomarán en cuenta dos de las tres direcciones principales.
2. Criterio de Von-Misses.-
Según este criterio la aparición de deformación plástica viene de la energía de deformación que se le está trasmitiendo al material.
SEGUNDA PARTE CONFORMACIÓN POR DEFORMACIÓN PLÁSTICA (APUNTES DE INGENIERIA GRATIS)
