Este documento describe diferentes procesos mecánicos para endurecer metales, incluyendo trabajo en frío y en caliente, laminado, trefilado, extrusión y forjado. Explica que el endurecimiento ocurre al aumentar la densidad de dislocaciones en la estructura cristalina del metal mediante deformación, y que estos procesos mecánicos producen aleaciones, precipitados o granos más finos que dificultan el movimiento de los átomos y aumentan la resistencia del metal.

1. Procesos mecánicos de
Endurecimeinto
Estudiante:
Sebastian Gutierrez
CI 26411878

2. PROCESOS MECÁNICOS DE
ENDURECIMIENTO DE LOS
METALES

3. Endurecimiento de los metales
El endurecimiento
de los materiales
metálicos consisten
en el cambio de
características que
contribuyen al
aumento de la
resistencia hacia
cierto tipo de
esfuerzos.
El endurecimiento
contribuye a
Resistencia mecánica
Dureza
Tenacidad
Rigidez

4. Estructura metálica y su endurecimiento
Cuando se obtiene un mineral metálico al observar sus estructura microscópica se puede notar
que este posee defectos, es decir, su red cristalina o sus uniones entre átomos no es perfecta.
Puede existir falta de átomos, diferencia entre sus tamaños o su posición respecto a otros.
Red cristalina ideal Red cristalina real
Estas imperfecciones tienen el nombre de dislocaciones

5. El endurecimiento del metal consiste básicamente en el deslizamiento de las dislocaciones,
conformando una estructura cristalina con dislocaciones mas densa.
Entonces aumentando la densidad de dislocaciones de la estructura cristalina del
metal, se disminuye la capacidad de movimientos de los átomos. Y por lo tanto
cuanto menos se muevan los átomos mas duro es el metal en cuestión.

6. Conociendo ya en que consiste endurecer un metal, distingamos dos procesos principales de
deformación de materiales metálicos:
Métodos para endurecer los metales
Trabajo en frío
Trabajo en caliente
Consiste en una
deformación plástica a
temperatura ambiente.
Trabajos por
deformación El metal se caliente hasta un
grado que se vuelva fácil de
trabajar.
Para el endurecimiento de los metales hay una variada cantidad de formas para realizar esta labor:
• Afinamiento del grano
• Deformación mecánica
• Por solutos (aleaciones)
• Por precipitación
• Por transformación martensítica

7. Trabajo en caliente
Los trabajos en caliente se basa en elevar la temperatura del metal
más arriba de la temperatura de recristalizacion.
La recristalizacion es un proceso donde el material puede adquirir de
nuevo sus propiedades aneriores (originales) antes del trabajo en
frío.
Los trabajos en caliente permiten entre sus grandes ventajas:
• Una mayor maleabilidad por tanto una deformación ilimitada
• El trabajo es mas económico
El trabajo en caliente como tal no provee de endurecimiento al metal
por el contrario este se vuelve mas dúctil. El endurecimiento de los
metales se hace después del enfriado de los metales generalmente a
través de un afinamiento de grano producto de la recristalizacion.
Sin embargo los trabajos en caliente tienen un coste alto en canto a
mantenimiento de maquinaria
Calentamiento de metal

8. Trabajos en frío / Curva esfuerzo-deformación
Cuando se habla de trabajos en frio se habla de una deformación mas allá del limite elástico, de
manera que se alcance la región plástica del metal, a una temperatura por debajo de la
temperatura de recristalización (temperatura para formar nuevos granos).
Al deformar plásticamente (en frío) un
material se consigue:
• Reducir su ductilidad
• Aumentar dureza
• Aumentar tenacidad
• Mejores acabados del material
• Mayor precisión en el trabajo

9. Trabajos por deformación

10. Embutido
El embutido es un proceso que se basa en el uso de un
punzón, una matriz, y una lamina de metal. Donde con el
punzo se ejerce una carga sobre la lamina que adquiere forma
mediante la matriz.

11. Productos de embutidos
De la lamina (esquina superior
izquierda) a diferentes moldes.
Otros productos obtenidos
a través de embutidos.

12. Laminado (El laminado se puede hacer tanto en frio como en caliente)
Es un proceso mediante el cual se
reduce el espesor de una lamina
haciéndola pasar a través de dos o
mas rodillos.
El laminado crea una contracción de la
estructura cristalina original generando
una mas dura.

13. Productos del laminado
Laminas de aceros

14. Trefilado
El trefilado se basa en la reducción del diámetro de un alambre
haciéndolo pasar por una sección mas pequeña llamada hilera o dado.
Previo al trefilado se hace un proceso de patentado que consiste en
calentar el metal para luego ser enfriado bruscamente en un baño de
plomo, esto para dotar al metal de una mejor ductilidad.
Vista de perfil del trefilado
Vista tridimensional del trefilado

15. Productos del trefilado
Proceso a través de una trefiladora
Los rollos de alambre, de
cobre o estaño, son productos
del trefilado

16. Extrusión
La extrusión es un proceso donde
se realiza un empuje de material a
través de un dado que contiene la
forma del material a extruir, que es
forzado a salir de un contenedor
impulsado con un embolo.
La extrusión se puede hacer tanto
en frio como en caliente.
La ventaja de un proceso de
extrusión es que permite la
elaboración de formas en metales
de mayor complejidad.

17. Productos de la extrusión
Formas complejas de
material que se pueden
lograr
Material siendo extruido
Maquina extrusionadora

18. Forjado
El forjado consiste en la
deformación plástica de una pieza
(generalmente se hace deforma
manual) por la aplicación de
cargas, hasta obtener una forma
deseada.
El forjado se puede puede hacer
en caliente o en frío.
EL proceso de forja se observa
sobre ejemplarmente en herrería. Deformado de metal calentado