Plasticidad y endurecimiento

Plasticidad:

Aptitud de algunos materiales slidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la accin de una presin o fuerza exterior sin que se produzca una rotura.

La micro estructura de un material poli cristalino se altera con la deformacin plstica: los granos se estiran en la direccin de la deformacin

SISTEMAS DE DESLIZAMIENTO

Cada cristal se desliza en la

direccin mas favorable

dependiendo de la orientacin

individual de cada grano

ENSAYO DE TENSION

Deformacin del

Zn hexagonal

Movimiento de gran numero de dislocaciones

Deformacion plastica

CURVA ESFUERZO DEFORMACION PARA UNA ALEACION DE ALUMINIO

En los materiales metlicos, la deformacin plstica ocurre mediante la formacin y movimiento de dislocaciones. Un mecanismo de deformacin secundario es el maclado (formacin de maclas).

Mecanismos de Endurecimiento La deformacin plstica macroscpica se debe principalmente al movimiento de un gran nmero de dislocaciones.

La facilidad con que un metal se deforma plsticamente depende

de la facilidad que tienen las dislocaciones para moverse.

Los mecanismos de endurecimiento se basan en el mismo

principio: restringir o anclar el movimiento de dislocaciones.

Ejemplos de algunos mecanismos de endurecimiento:

Reduccin del tamao de grano Solucin slida (sustitucional o intersticial) Deformacin en fro Precipitacin de segundas fases

Reduccin del Tamao de Grano

Los borde de grano actan como barreras al movimiento de las

dislocaciones.

Las dislocaciones deben cambiar la direccin de deslizamiento al pasar a otro grano

Los bordes de grano son una regin desordenada de tomos, existiendo una discontinuidad en los planos de deslizamiento.

Plano de

deslizamiento

grano A

Reduccin del Tamao de Grano

Solucin Slida Los tomos de impurezas o solutos de una solucin se ven atrados

por los campos de tensiones de las dislocaciones, de forma tal de

cancelar en forma parcial la deformacin de la red alrededor de la

dislocacin.

Si la dislocacin quiere moverse, debe tener una energa adicional para vencer el anclaje de las impurezas / solutos de ss.

Los tomos de menor tamao se quedan

arriba de la dislocacin.

Los tomos de mayor tamao se quedan

abajo de la dislocacin.

Solucin Slida Ejemplo de endurecimiento por solucin slida de una aleacin Cu-Ni

Deformacin en Fro

Si la deformacin ocurre a baja T se genera un incremento significativo en el N de dislocaciones.

El movimiento de las dislocaciones est dificultada por la presencia de otras dislocaciones. Tambin se llama acritud o endurecimiento por trabajado en fro. Las operaciones de conformado producen un cambio en la seccin transversal del material:

%CW

Ao AdAo

x100

Ao Ad

force

die

blank

force

Forjado

Extrusin

Trefilado tensile force

Ao

Addie

die

Laminado

roll

A o

A d roll

Deformacin en Fro

Deformacin en Fro

Deformacin en Fro

Ejemplo de endurecimiento por trabajado en fro de un acero.

Incremento de:

Dureza Resistencia mecnica

Precio a pagar:

Reduccin significativa de la ductilidad.

En general se emplea para aumentar las propiedades mecnicas de los metales

durante el proceso de conformado.

Puede ser eliminado mediante un tratamiento trmico.

Precipitacin de Segundas Fases

Vista lateral

Vista sup

precipitado

Existen 2 posibilidades de interaccin:

a) La dislocacin puede cortar la partcula, generando un escaln.

b) Puede rodearla, generando un lazo de dislocacin.

De cualquier forma, las partculas ofrecen una resistencia al paso

de la dislocacin.

Precipitacin de Segundas Fases

Precipitacin de Segundas Fases