deformaciones, trabajo en frio y en caliente

1. MECANISMO DE DEFORMACION
INTEGRANTE:
Angel Arrieche
Profesor: Carmen
Partidas SAIA “A”

2. Esfuerzo
Corte
Los cuerpos sólidos responden de distinta forma cuando se los somete a fuerzas externas. El
tipo de respuesta del material dependerá de la forma en que se aplica dicha fuerza (tracción,
compresión, corte o cizalladura, flexión y torsión).
Independientemente de la forma en que se aplica la fuerza, el comportamiento mecánico del
material se describe mediante tres tipos de esfuerzos: tracción, compresión y corte.
Ej: El comportamiento mecánico de una barra torsionada puede describirse mediante
esfuerzos de corte y el de una viga flexionada mediante esfuerzos de tracción y compresión.

3. Deformación
Corte
Es el cambio del tamaño o forma de un cuerpo debido a los esfuerzos producidos por una o más
fuerzas aplicadas (o también por la ocurrencia de la dilatación térmica).
Independientemente de la forma en que se aplica la fuerza, el comportamiento mecánico del
material se describe mediante tres tipos de deformaciones: tracción, compresión y corte.

4. Estado de Tensiones y Deformaciones
• El estado de tensiones de un elemento de
volumen se describe mediante tres tipos de
esfuerzos: tracción, compresión y corte.
• El estado de deformaciones de un
elemento de volumen se describe mediante
tres tipos de deformaciones: tracción,
compresión y corte.
Por más compleja que sea la solicitación de un material:

5. Deformación Elástica
(Reversible)
Es aquella en la que el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le
provoca la deformación.
En este tipo de deformación el sólido varía su estado tensional y aumenta su energía
interna en forma de energía potencial elástica.

6. Deformación Plástica
(Irreversible)
Es aquella en la que el cuerpo no recupera su forma original al retirar la fuerza que
le provoca la deformación.
En los materiales metálicos, la deformación plástica ocurre mediante la formación y
movimiento de dislocaciones. Un mecanismo de deformación secundario es el maclado
(formación de maclas).
Estos mecanismos de deformación plástica (maclas y dislocaciones) se activan cuando la
tensión aplicada superan a la tensión de fluencia del material. Es decir, en un ensayo de
tracción, a la tensión de fluencia finaliza la zona de deformación elástica y comienza la
zona de deformación plástica (la tensión deja de ser proporcional a la deformación).

7. Mecanismo de deformación:
Deslizamiento de dislocaciones
Dislocación de Borde.

9. Mecanismo de deformación:
Deslizamiento de dislocaciones
Dislocación Helicoidal o de Tornillo

10. Mecanismo de deformación:
Deslizamiento de dislocaciones
Dislocación Mixta

11. Sistemas de Deslizamiento
•Las dislocaciones (de cualquier tipo) no se mueven con el mismo
grado de facilidad en todos los planos y direcciones cristalográficas,
sino que existen planos preferenciales (planos de deslizamiento) y
direcciones preferenciales (direcciones de deslizamiento).
•Los planos de deslizamiento poseen elevada densidad planar de
átomos. Las direcciones de deslizamiento poseen elevada densidad
lineal de átomos.
•Se llama “sistema de deslizamiento” al conjunto de planos y
direcciones de deslizamiento en donde las dislocaciones podrán
moverse.

12. Sistemas de Deslizamiento
Ejemplo: Cúbico Centrado en las Caras
Ejemplo: Cúbico Centrado en el Cuerpo
La ductilidad de un material depende del grado de compactación de los planos de deslizamiento
y del número de sistemas de deslizamiento. En general, los metales con estructura cúbica de
caras centradas son más dúctiles que los cúbicos de cuerpo centrado por tener planos más
compactos (a pesar de tener menor cantidad de sistemas de deslizamiento).

13. Deslizamiento en Monocristales
Deformación Plástica
La deformación plástica ocurre por el deslizamiento de dislocaciones en respuesta a
una tensión de corte aplicada a lo largo de un plano y una dirección de deslizamiento.
Aún cuando la solicitación sea tracción pura (o compresión pura), la tensión puede
descomponerse en tensiones de corte. Esta componente de la tensión aplicada se llama
tensión de corte resuelta.
As
τR
τR
Fs

14. Deslizamiento en Monocristales
Deformación Plástica
El deslizamiento ocurre sobre una gran cantidad de planos y direcciones de
deslizamientos equivalentes, y con la orientación más favorable.
Este deslizamiento provoca pequeños escalones sobre la superficie de la probeta,
paralelos entre sí y dan la vuelta a la probeta.
Cada escalón es el movimiento de un gran número de dislocaciones a lo largo del
mismo plano de deslizamiento. Estos escalones de llaman líneas de deslizamiento.

15. Deformación Plástica en
Materiales Policristalinos
• Los planos y direcciones de delizamiento cambian
de un grano a otro.
• Cada grano deformará con el sistema de
deslizamiento que le resulta más favorable.
• Puede activarse más de un sistema de
deslizamiento en cada grano.
• Durante la deformación, la integridad mecánica y
la coherencia se mantienen a lo largo  Los
granos no se separan ni se abren.
• Cada grano individual está parcialmente
constreñido en la forma que puede asumir debido a
la presencia de los granos vecinos.
σ
σ

16. Deformación Plástica en
Materiales Policristalinos
Los metales policristalinos tienen mayor resistencia mecánica que los monocristales
correspondientes, es mayor la tensión necesaria para iniciar el deslizamiento, es mayor la
tensión de fluencia.
Esto se debe al constreñimiento geométrico impuesto sobre los granos durante la
deformación. Aun cuando un grano pueda estar favorablemente orientado para iniciar el
deslizamiento con la tensión aplicada, éste no puede deformarse antes de que el grano
adyacente (y menos favorablemente orientado) sea capaz también de deslizar.
Distorsión de los granos
como consecuencia de
la deformación plástica

17. Mecanismo de Deformación por Maclado
σ
En algunos materiales metálicos la deformación plástica
puede ocurrir por maclado:
En el maclado, una F de corte produce desplazamientos
atómicos de forma tal que en un lado de un plano (el plano de
maclado), los átomos están situados como si fueran imágenes
especulares de las posiciones de los átomos del otro lado.
El maclado ocurre en planos y direcciones cristalográficas
bien definidas, dependiendo de la estructura cristalina.
σ

18. TRABAJO EN CALIENTE
Deformación plástica del material metálico a una temperatura mayor que la de recristalización. La
ventaja principal consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es
adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cadencia y una
alta ductilidad.
Ventajas:
· La porosidad en el metal es eliminada
· Las impurezas en forma de inclusiones son destrozadas y distribuidas a través del metal
· Las propiedades físicas generalmente se mejoran
· La cantidad de energía necesaria para cambiar la forma del acero en estado plástico es mucho
menor que la requerida cuando el acero esta frio.
Desventajas:
· Debido a la alta temperatura del metal existe una rápida oxidación o escamado de la superficie
con un acompañamiento de un pobre acabado superficial.

19. Trabajo en Caliente

20. TRABAJO EN FRÍO
El trabajo en frío de los metales se realiza en o cerca de la temperatura ambiente para
que la ventaja de una la resistencia a la cedencia reducida, o la presión del forjado,
acompañada de elevadas temperaturas no están disponibles para ayudar en la
operación de formado. Adicionalmente, los metales “con trabajo de endurecimiento”,
es decir, que aumentan la resistencia a la cedencia, durante la deformación a bajas
temperaturas, añaden aún más al trabajo necesario para alcanzar la forma deseada.
Ventaja: Además de los ahorros obvios del costo cuando no se requiere calor, es la
mayor precisión dimensional que se puede lograr generalmente, ya que no hay la
necesidad de ajustar la contracción ni la deformación térmica o distorsión, una vez
que se complete el formado.
Desventaja: Este proceso es que es muy duro, los aceros para dados con elevada
resistencia a la abrasión, son requeridos a resistir las demandas de trabajo en frío.
Con tal énfasis en la resistencia de abrasión, la dureza de loa aceros para dados de
elevada dureza son generalmente muy quebradizos.

21. Trabajo en Frio.