Existen cinco técnicas principales para incrementar la dureza de un material: endurecimiento por límite de grano, deformación, solución sólida, precipitación y transformaciones martensíticas. Todas estas técnicas, excepto las transformaciones martensíticas, introducen defectos en la estructura cristalina que actúan como barreras para el movimiento de las dislocaciones y hacen que el material sea más duro.

1. Endurecimiento
En metalurgia, endurecimiento se refiere a técnicas para incrementar la dureza de un
material.
Existen cinco técnicas principales para hacer esto:
• Endurecimiento por límite de grano.
• Endurecimiento por deformación.
• Endurecimiento por Solución Sólida.
• Endurecimiento por precipitación.
• Transformaciones martensíticas.
Todos los mecanismos de endurecimiento, a excepto las transformaciones
martensíticas, introducen dislocaciones o defectos en la estructura cristalina, las cuales
actúan como barreras para los deslizamientos.
Endurecimiento por límite de granos.
Endurecimiento por tamaño de grano. Las imperfecciones de la superficie tales como
los límites de grano, perturban el arreglo de los átomos en los materiales cristalinos. Al
aumentar la cantidad de granos o reducir el tamaño del grano, se produce un
endurecimiento por tamaño de grano en los materiales metálicos.
Las fronteras de los granos son barreras que dificultan el movimiento de las
dislocaciones del metal. Una dislocación encuentra difícil pasar de un grano a otro a
través de las fronteras debido al desorden relativo en que se encuentran los átomos en
esta zona.
Endurecimiento por deformación.
El endurecimiento por deformación plástica es el fenómeno por medio del cual un metal
dúctil se vuelve más duro y resistente a medida que es deformado plásticamente.

2. Generalmente a este trabajo también se le llama trabajo en frio, debido a que la
deformación se da a una temperatura “fría” relativa a la temperatura de fusión absoluta
del metal
El fenómeno de deformación se explica así:
El metal posee dislocaciones en su estructura cristalina, cuando se aplica una fuerza
sobre el material, las dislocaciones se desplazan causando la deformación plástica. Al
moverse las dislocaciones, aumentan en número, al haber más dislocaciones en la
estructura del metal, se estorban entre sí, volviendo más difícil su movimiento. Al ser
más difícil que las dislocaciones se muevan, se requiere de una fuerza mayor para
mantenerlas en movimiento. Se dice que el material se ha endurecido.
Endurecimiento por solución sólida.
El endurecimiento por solución solida se logra al añadirse impurezas al material. Dichas
impurezas distorsionan la estructura cristalina donde se alojan debido a que tienen su
tamaño diferente al de los átomos originales.
A las dislocaciones les es más difícil moverse en la cercanía de las distorsiones que se
forman en la estructura cristalina lo cual hace que la resistencia del material aumente,
es decir, el material requiere de una fuerza externa mayor para hacer que sus
dislocaciones internas se muevan.

3. Endurecimiento por precipitación.
El envejecimiento térmico, también conocido como endurecimiento por precipitación es
un tratamiento térmico para endurecer, es decir, aumentar la dureza y resistencia de
las aleaciones. Se basa en la deposición de fases metales estables en forma finamente
dividida, de modo que forma una barrera eficaz contra los movimientos de las
dislocaciones. La resistencia a la fluencia de las aleaciones así tratadas puede
aumentar hasta 300 MPa.
El endurecimiento por precipitación, se basa en los cambios de la solubilidad de sólido
con la temperatura para producir partículas finas de una impureza de fase, que impiden
el movimiento de dislocaciones o defectos a través de la estructura del cristal. Dado
que las dislocaciones son a menudo los operadores dominantes de la plasticidad, esto
sirve para endurecer el material. Las impurezas desempeñan la misma función que los
refuerzos en los materiales compuestos reforzados. Así como la formación de hielo en
el aire puede producir nubes, nieve o granizo, dependiendo de la historia térmica de
una porción dada de la atmósfera, la precipitación de los sólidos puede producir
diferentes tamaños de partículas, que tienen propiedades radicalmente diferentes.
Procesos de trabajo en frio y en caliente.
Trabajo en frio:
El trabajo en frió hace referencia a todos aquellos procesos de Conformado realizado
abaja temperatura generalmente ambiente, como son embutido, doblado, rolado,
estirado, etc. Tiene un acabado brillante y bastante exacto. Mejora la resistencia,
la maquinabilidad. El endurecimiento por deformación plástica en frío es el fenómeno
por medio del cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida es
deformado plásticamente. El trabajo en frío de los metales se realiza cerca de la
temperatura ambiente para que la ventaja de una la resistencia a la cedencia reducida,

4. 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. El atractivo de formar de frío,
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. Ya menudo así como importante, las partes de metal
trabajadas en frío evitan también la decoloración (oxidación) de la superficie que ocurre
en temperaturas más altas, así que la parte puede ser presentable a la venta y posible
servicio sin un proceso posterior. La desventaja de este proceso es que es muy duro
(60 Rockwell C).
Características:
• Mejor precisión.
• Menores tolerancias.
• Mejores acabados superficiales.
• Mayor dureza de las partes.
• Requiere mayor esfuerzo.
Trabajo en caliente:
El Trabajo en Caliente es una deformación de un metal por encima de la temperatura
de recristalización. Durante el trabajo en caliente solo cambia la forma del metal. La
resistencia permanece sin cambios debido a que no ocurre endurecimiento por
deformación.

5. Durante el trabajo en caliente los granos se alargan y recristalizan inmediatamente,
con un control adecuado se obtiene un tamaño de grano fino.
Sin embargo, todos los procesos de trabajo en caliente presentan una cuantas
desventajas que no pueden ignorarse. Debido a la alta temperatura del metal existe
una rápida oxidación o escamado de la superficie con acompañamiento de un pobre
acabado superficial.
Ventajas:
Mejor precisión, menores tolerancias, mejores acabados superficiales, posibilidades de
obtener propiedades de dirección en el producto final y mayor dureza de las partes.
Desventajas:
Al trabajar un metal en frío este se vuelve agrio, es decir, pierde parte de sus
propiedades mecánicas que tenía antes de ser endurecido por deformación en frío
haciendo de este más frágil.
Pierde ductilidad, maleabilidad y aumenta la resistividad eléctrica.