Proceso y transformaciones que afectan a los materiales

2. INTRODUCCIÓN
Los procesos de deformación de metales aprovechan las propiedades de flujo plástico del
material a medida que es deformado para producir la forma deseada. |
El material se deforma a temperaturas que están por encima de la temperatura de res
cristalización. Esto permite que la pieza pueda ser deformada a un nivel más alto que si se
trabajara al frío.
El éxito del proceso depende de la habilidad de controlar las condiciones térmicas.
El material se deforma a temperaturas que están por debajo de la temperatura de res
cristalización. Esto resulta en un proceso más barato que si se trabajara al caliente. Usualmente
la temperatura de operación es la temperatura ambiente.
Las propiedades del material se afectan cuando son trabajados al frío. Por lo tanto es necesario
que el diseñador conozca el impacto del cambio que sufre la pieza en sus propiedades en las
condiciones de operación de la pieza.
Algunos procesos llevados a cabo al frío
| forjadura |
| deformación con rodillos |
| extrusión |

3. Las Deformaciones del Material pertenecen al grupo de las denominadas lesiones mecánicas. Son
consecuencia de proceso mecánicos, a partir de fuerzas externas o internas que afectan a las
características mecánicas de los elementos constructivos.
En el caso de las deformaciones, son una primera reacción del elemento a
una Fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella.
DEFORMACIÓN DE LOS MATERIALES

4. DEFORMACIÓN
La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más
fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica. Tanto para la deformación unitaria como para el tensor
deformación se puede descomponer el valor de la deformación en:
Deformación Plástica, irreversible o permanente. Modo de deformación en que el material no regresa a su forma
original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material
experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación
plástica es lo contrario a la deformación reversible.
Deformación Elástica, reversible o no permanente, el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le
provoca la deformación. En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su
energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

5. BASES ATÓMICAS DEL COMPORTAMIENTO ELÁSTICO
■ El valor de r que corresponde al mínimo de energía potencial, es la separación de equilibrio entre dos átomos,
d0 . La fuerza neta es cero en d0 y un desplazamiento en cualquier dirección provocará la acción de fuerzas que
restauren el equilibrio.
■ Los átomos en una estructura cristalina tienden a estar arreglados en un patrón definido con respecto a sus
vecinos.
■ Las deformaciones macroscópicas elásticas, son el resultado de un cambio en el espacio interatómico. La
deformación macroscópica en una dirección dada ( l - l0 )/ l0 , es igual al cambio fraccionario promedio en el
espacio interatómico en esa dirección (d – d0 ) / d0 . De esta manera se demuestra fácilmente que el módulo de
Young E, es proporcional a la pendiente de la curva de fuerza Condon-Morse en el valor d0 o alternativamente, a
la curvatura de la curva potencial de Condon-Morse en el mismo valor de separación interatómica.

6. La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos
producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.
DEFORMACIÓN PLÁSTICA

7. FRACTURA
Se puede definir a la Fractura como la culminación del proceso de deformación plástica. En
general, se manifiesta como la separación o fragmentación de un cuerpo sólido en dos o más
partes bajo la acción de un dado estado de cargas.

8. Vista en Perspectiva. Puede verse la deformación
típica de copa y cono para falla dúctil en el diámetro
mayor, acompañada de estrías "chevrons" que
indican el lugar desde donde se propagan las
grietas. El sector 1 muestra el primer plano de
propagación de falla, a velocidad media. El sector 2,
por su baja rugosidad, indica una rápida
propagación de las grietas. En el sector 3, se puede
observar una alta rugosidad en el material libre de
corrosión, que falló por sobrecarga en tensión al
final.
Superficies dejadas por diferentes tipos de
fractura. a) Fractura dúctil, b) Fractura
moderadamente dúctil, c) Fractura frágil sin
deformación plástica
TIPOS DE FRACTURAS

9. Se da el nombre de aceros aleados a los aceros que además de los cinco elementos: carbono,
silicio, manganeso, fósforo y azufre, contienen también cantidades relativamente importantes de
otros elementos como el cromo, níquel, molibdeno, etc., que sirven para mejorar alguna de sus
características fundamentales. También puede considerarse aceros aleados los que contienen
alguno de los cuatro elementos diferentes del carbono que antes hemos citado, en mayor cantidad
que los porcentajes que normalmente suelen contener los aceros al carbono, y cuyos límites
superiores suelen ser generalmente los siguientes: Si=0.50%; Mn=0.90%; P=0.100% y S=0.100%.
Utilizando aceros aleados es posible fabricar piezas de gran espesor, con resistencias muy
elevadas en el interior de las mismas. En elementos de máquinas y motores se llegan a
alcanzar grandes durezas con gran tenacidad. Es posible fabricar mecanismos que mantengan
elevadas resistencias, aún a altas temperaturas. Hay aceros inoxidables que sirven para fabricar
elementos decorativos, piezas de maquinas y herramientas, que resisten perfectamente a la
acción de los agentes corrosivos. Es posible preparar troqueles de formas muy complicadas que
no se deformen ni agrieten en el temple, etc.
ACEROS ALIADOS

10. TIPOS DE ACEROS ALEADOS
I) Aceros de baja aleación (elementos aleantes < 5%)
II) Aceros de alta aleación (elementos aleantes > 5%)
CLASIFICACIÓN
Aceros de gran resistencia
Aceros de cementación
Aceros de muelles
Aceros indeformables
Aceros de construcción:
Aceros de gran resistencia
Aceros de cementación
Aceros para muelles
Aceros de nitruración
Aceros resistentes al desgaste
Aceros para imanes
Aceros para chapa magnética
Aceros inoxidables y resistentes al calor
Aceros de herramientas:
Aceros rápidos
Aceros de corte no rápidos
Aceros indeformables
Aceros resistentes al desgaste
Aceros para trabajos de choque
Aceros inoxidables y resistentes al calor.

11. CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS ALEADOS
La mejora de propiedades de los aceros aleados se muestra a continuación, con
respecto a los aceros al carbono: resistencia, dureza, tenacidad, resistencia al
desgaste, templabilidad y resistencia en caliente. Para alcanzar esas mejores
propiedades el acero puede necesitar un tratamiento térmico.
NOMECLATURA

12. CONCLUSION
Cabe resaltar la importancia de que tiene la mesclas de los componente que forma
la aleaciones para ayudar en el ahorro en cuanto al tratado, manejo, elaboración o
fabricación de piezas o componentes de gran utilidad en todas las aéreas de la
ingeniería, ya que el progreso y el avance tecnológico vas siempre ala vanguardia con el
día a día .
Esto cada vez nos exige mas y mas en nuestro aprendizaje y en la actualización de
nuestro conocimientos con nuevas técnicas y métodos en cuanto a la importancia que
tiene el manejo adecuado y la utilización de los materiales.
José Luis Tello