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DEFORMACIÓN EN FRÍO.
RECOCIDO DE
RECRISTALIZACIÓN.
INTRODUCCIÓN A LA DEFORMACIÓN EN FRÍO:
Deformación plástica: carácter remanente.
Deformación plástica: proceso de dar forma a los metales.
Deformación plástica: deformación mecánica.
Proceso que comporta flujo y redistribución de material.
Industria Término común “Trabajado”
Trabajado en caliente: temperatura proceso > Tr
Trabajado en frío: temperatura proceso < Tr
Tr = temperatura de recristalización (1/3 Tfusión)
Cambios en la microestructura y propiedades.
CONSIDERACIONES SOBRE EL TRABAJADO EN FRÍO:
IMPARTICIÓN DE RESISTENCIA.
REDUCIDAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES.
BUENOS ACABADOS SUPERFICIALES.
Endurecimiento deducible de la curva tensión-deformación.
Conveniencia de iniciar proceso en la condición más
blanda del material (estado de recocido).
Problema: aparición de fluencia no homogénea localizada
(bandas de Lüder).
Solución: revenido por deformación en frío y/o skin-pass.
FORMACIÓN DE ATMÓSFERAS DE COTRELL
PROPIEDADES MECÁNICAS EN FRÍO
CARGA
ALARGAMIENTO
YA
B C
D
F R2
R1
R
I
II
A
ENVEJECIMIENTO Y COMPORTAMIENTO A TRACCIÓN
EL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN:
OBJETIVO:
El Recocido de Recristalización tiene como objetivo,
restablecer los cambios estructurales y de
propiedades de los metales, tras la deformación en
frío.
Se aplica generalmente a los materiales que han de
someterse a profundas y continuadas etapas de
deformación plástica, en procesos tales como:
laminación, trefilado, estirado, embutición, etc.
EL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN:
IMPORTANCIA:
Magnitud de la industria interesada.
Obtención de productos con ciertos
requerimientos en grandes cantidades,
de forma económica.
EFECTOS DEL TRABAJO EN FRÍO SOBRE LAS
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS METALES
INCREMENTAN
SU VALOR
DISMINUYEN SU
VALOR
NO SE
ALTERAN
DUREZA
RES. A TRACCIÓN
LÍMITE ELÁSTICO
RESIST. ELÉCTRICA
DUCTILIDAD
RESILIENCIA
CONDUCTIV. ELÉCT.
RESIST. CORROSIÓN
PUNTO DE FUSIÓN
CALOR ESPECÍFICO
DENSIDAD
MÓDULO ELÁSTICO
PROPIEDADES
SENSIBLES A LA
ESTRUCTURA
PROPIEDADES
INSENSIBLES A LA
ESTRUCTURA
EL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN:
Definiciones:
Recocido: Tratamiento de calentamiento dirigido a
reducir los efectos de la deformación en frío.
Recocido de Recristalización: Tratamiento dirigido
a eliminar los efectos de la deformación en frío y
que se extiende y alcanza a todos aquellos
procesos que preceden y acompañan a la
formación de una nueva estructura más perfecta y
de menor energía, que sustituye a la matriz
deformada.
ETAPAS DEL RECOCIDO DE
RECRISTALIZACIÓN
ETAPA DE RECUPERACIÓN
ETAPA DE RECRISTALIZACIÓN PRIMARIA
ETAPA DE CRECIMIENTO UNIFORME DE
GRANO
Propiedadesmecánicas
% de trabajo en frío Temperatura
Dureza
Resistencia
Ductilidad
TRABAJO EN FRÍO RECOCIDO RECRISTALIZACION
Recuperación
Recristalización
primaria
Crecimiento de grano
Tamaño de grano
R1
H1
D1
H2
R2
D2
FUERZA IMPULSORA PARA EL PROCESO:
Energía de deformación almacenada en el material
durante la etapa de deformación en frío.
LEY DE ACTIVACIÓN SIMPLE, TIPO ARRHENIUS:
RT-Q
p e.A
ETAPA DE
RECUPERACIÓN
EL TÉRMINO RECUPERACIÓN ENGLOBA
A TODOS AQUELLOS PROCESOS
ELEMENTALES QUE TIENEN LUGAR
ANTES DE LA RECRISTALIZACIÓN Y QUE
NO IMPLICAN EL BARRIDO O
ELIMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA
DEFORMADA, POR MIGRACIÓN DE
NUEVOS LÍMITES DE GRANO.
VARIACIONES NOTABLES QUE PUEDEN
PRODUCIRSE EN LA ETAPA DE RECUPERACIÓN
LIBERACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA RETENIDA
 RECUPERACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS
RECUPERACIÓN PARCIAL DE PROP. MECÁNICAS
MODIFICACIONES SUBESTRUCTURALES.
POLIGONIZACIÓN.
0.075
0.050
0.025
0
150
100
50
0
0 100 200 300 400 500
50
100
150HV
Incremental
Resistivity
(10-6.cm)
PowerDifference
ΔP(mw)
Hardness(HV)
Temperature (ºC)
PowerDifference,P(mw)
50
25
75
100
500 100 150 200 250 300 350 400
Temperature ( ºC )
0
0.005
0.010
0.015
(10-6.cm)
10
20
30
40
Hardness(HV)
HV
P
CINÉTICA DE LA
ETAPA DE
RECUPERACIÓN
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450
TIME (min)
300ºC
350ºC
400ºC
450ºC
500ºC
FRACTIONSTRESS
CINÉTICA DE LA RECUPERACIÓN
Ley de activación simple tipo Arrhenius
RT/EexpAk a
k = Velocidad del proceso.
A = Cte.
Ea = Energía de activación.
R = Cte. De los gases.
T = Temperatura absoluta
RT
-Ea
e.Ak
VARIACIONES NOTABLES QUE PUEDEN
PRODUCIRSE EN LA ETAPA DE RECUPERACIÓN
LIBERACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA RETENIDA
 RECUPERACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS
RECUPERACIÓN PARCIAL DE PROP. MECÁNICAS
MODIFICACIONES SUBESTRUCTURALES.
POLIGONIZACIÓN.
ETAPA DE
RECRISTALIZACIÓN
PRIMARIA
FUNDAMENTOS DE LA ETAPA DE
RECRISTALIZACIÓN PRIMARIA
 Puede considerarse como uno de los más
importantes fenómenos que rigen la
formación de estructuras.
 Fenómeno asociado a la formación y
migración de nuevos límites de grano.
 Su fundamento reside en la formación de
núcleos de recristalización en la matriz
deformada y su crecimiento a expensas
de la misma, hasta su desaparición.
TEMPERATURA DE RECRISTALIZACIÓN
 Puede entenderse como la Temperatura a
la cual un material específico y con un
grado de deformación determinado,
recristalizará por completo en un tiempo
finito ( considerado general e
industrialmente de 1 hora).
 Aproximadamente las temperaturas de
recristalización de los metales se sitúan
entre 1/3 y 1/2 de su temperatura de
fusión.
CINÉTICA DE LA
ETAPA DE
RECRISTALIZACIÓN
100
80
60
40
20
0
1 100 40.00010.0004.00040020060402010642
135.2ºC
119.0ºC
112.6ºC
102.2ºC
88.2ºC
43.0ºC
50%
recristalizado
Porcentaje
recristalizado
Tiempo (escala logarítmica)
Curvas de transformación isotérmica (recristalización) para cobre
puro (99,999%) laminado en frío en un 98%
1.0
0.8
0.6
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0.2
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50 100 150 200 250 300 350 400 450
TIEMPO (min)
300ºC
350ºC
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500ºC
%RECRIST.
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recristalizado
Porcentaje
recristalizado
Tiempo (escala logarítmica)
Curvas de transformación isotérmica (recristalización) para cobre
puro (99,999%) laminado en frío en un 98%
CINÉTICA DE LA RECRIST. PRIMAR.
Ley de activación tipo Avrami
k
Btexp1x
B y k = Ctes. Dependientes de la temperatura y naturaleza
del proceso de nucleación y crecimiento.
*Recristalización tridimensional: 3 ≤ k ≤ 4
*Recristalización bidimensional: 2 ≤ k ≤ 3
*Recristalización unidimensional: 1 ≤ k ≤ 2
MECANISMOS DE FORMACIÓN DE NÚCLEOS
FACTORES INFLUYENTES EN LA
RECRISTALIZACIÓN PRIMARIA
 FACTOR DEFORMACIÓN
 FACTOR TIEMPO
 FACTOR TAMAÑO DE GRANO
FACTOR DEFORMACIÓN
Deformación crítica: Mínima
deformación a partir de la cual
tiene lugar el fenómeno de
recristalización (5 a 8%).
Cuanto mayor es el grado de
deformación previo, menor es la
temperatura necesaria para
iniciar la recristalización.
FACTOR TIEMPO
Cuanto mayor es el tiempo
de calentamiento para un
grado de deformación
determinado, menor es la
temperatura necesaria para
la recristalización.
100
80
60
40
20
0
1 100 40.00010.0004.00040020060402010642
135.2ºC
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50%
recristalizado
Porcentaje
recristalizado
Tiempo (escala logarítmica)
Curvas de transformación isotérmica (recristalización) para cobre
puro (99,999%) laminado en frío en un 98%
FACTOR TAMAÑO DE GRANO
 El tamaño final del grano recristalizado
depende fundamentalmente del grado
de deformación previo, siendo tanto
menor cuanto mayor es la deformación
inicial.
 Para un mismo material con diferentes
tamaños de grano inicial e igual
deformación, recristalizará antes el de
menor tamaño inicial.
ETAPA DE
CRECIMIENTO
UNIFORME DE GRANO
•Fundamento de la etapa
de crecimiento de grano
(uniforme).
•Fuerza impulsora.
FUNDAMENTOS DE LA ETAPA DE
CRECIMIENTO DE GRANO (UNIFORME)
 Se define esta etapa como un proceso de
desarrollo de nuevos granos a expensas de los
granos primariamente recristalizados en
condiciones tales en las que los granos
individuales no pueden crecer preferencial y
exageradamente.
 La energía libre de superficie asociada a los
límites de granos recristalizados, constituye la
fuerza impulsora del mecanismo de Crecimiento
de Grano (Uniforme).
GRANO A GRANO B
LÍMITE DE GRANO
DIRECCIÓN DEL FLUJO
ATÓMICO NETO
Posición original
del límite
Posición nueva del
límite de grano
A
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Unidad 2:
RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN.
Tema 8
T<TR
T<TR
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a
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T=TR
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0 defor. en frio y recocido de recrist

  • 1. DEFORMACIÓN EN FRÍO. RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN.
  • 2. INTRODUCCIÓN A LA DEFORMACIÓN EN FRÍO: Deformación plástica: carácter remanente. Deformación plástica: proceso de dar forma a los metales. Deformación plástica: deformación mecánica. Proceso que comporta flujo y redistribución de material. Industria Término común “Trabajado” Trabajado en caliente: temperatura proceso > Tr Trabajado en frío: temperatura proceso < Tr Tr = temperatura de recristalización (1/3 Tfusión) Cambios en la microestructura y propiedades.
  • 3. CONSIDERACIONES SOBRE EL TRABAJADO EN FRÍO: IMPARTICIÓN DE RESISTENCIA. REDUCIDAS TOLERANCIAS DIMENSIONALES. BUENOS ACABADOS SUPERFICIALES. Endurecimiento deducible de la curva tensión-deformación. Conveniencia de iniciar proceso en la condición más blanda del material (estado de recocido). Problema: aparición de fluencia no homogénea localizada (bandas de Lüder). Solución: revenido por deformación en frío y/o skin-pass.
  • 4.
  • 6. PROPIEDADES MECÁNICAS EN FRÍO CARGA ALARGAMIENTO YA B C D F R2 R1 R I II A ENVEJECIMIENTO Y COMPORTAMIENTO A TRACCIÓN
  • 7.
  • 8.
  • 9. EL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN: OBJETIVO: El Recocido de Recristalización tiene como objetivo, restablecer los cambios estructurales y de propiedades de los metales, tras la deformación en frío. Se aplica generalmente a los materiales que han de someterse a profundas y continuadas etapas de deformación plástica, en procesos tales como: laminación, trefilado, estirado, embutición, etc.
  • 10. EL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN: IMPORTANCIA: Magnitud de la industria interesada. Obtención de productos con ciertos requerimientos en grandes cantidades, de forma económica.
  • 11. EFECTOS DEL TRABAJO EN FRÍO SOBRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS METALES INCREMENTAN SU VALOR DISMINUYEN SU VALOR NO SE ALTERAN DUREZA RES. A TRACCIÓN LÍMITE ELÁSTICO RESIST. ELÉCTRICA DUCTILIDAD RESILIENCIA CONDUCTIV. ELÉCT. RESIST. CORROSIÓN PUNTO DE FUSIÓN CALOR ESPECÍFICO DENSIDAD MÓDULO ELÁSTICO PROPIEDADES SENSIBLES A LA ESTRUCTURA PROPIEDADES INSENSIBLES A LA ESTRUCTURA
  • 12. EL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN: Definiciones: Recocido: Tratamiento de calentamiento dirigido a reducir los efectos de la deformación en frío. Recocido de Recristalización: Tratamiento dirigido a eliminar los efectos de la deformación en frío y que se extiende y alcanza a todos aquellos procesos que preceden y acompañan a la formación de una nueva estructura más perfecta y de menor energía, que sustituye a la matriz deformada.
  • 13. ETAPAS DEL RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN ETAPA DE RECUPERACIÓN ETAPA DE RECRISTALIZACIÓN PRIMARIA ETAPA DE CRECIMIENTO UNIFORME DE GRANO
  • 14. Propiedadesmecánicas % de trabajo en frío Temperatura Dureza Resistencia Ductilidad TRABAJO EN FRÍO RECOCIDO RECRISTALIZACION Recuperación Recristalización primaria Crecimiento de grano Tamaño de grano R1 H1 D1 H2 R2 D2
  • 15. FUERZA IMPULSORA PARA EL PROCESO: Energía de deformación almacenada en el material durante la etapa de deformación en frío. LEY DE ACTIVACIÓN SIMPLE, TIPO ARRHENIUS: RT-Q p e.A
  • 17. EL TÉRMINO RECUPERACIÓN ENGLOBA A TODOS AQUELLOS PROCESOS ELEMENTALES QUE TIENEN LUGAR ANTES DE LA RECRISTALIZACIÓN Y QUE NO IMPLICAN EL BARRIDO O ELIMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEFORMADA, POR MIGRACIÓN DE NUEVOS LÍMITES DE GRANO.
  • 18. VARIACIONES NOTABLES QUE PUEDEN PRODUCIRSE EN LA ETAPA DE RECUPERACIÓN LIBERACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA RETENIDA  RECUPERACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS RECUPERACIÓN PARCIAL DE PROP. MECÁNICAS MODIFICACIONES SUBESTRUCTURALES. POLIGONIZACIÓN.
  • 19. 0.075 0.050 0.025 0 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 50 100 150HV Incremental Resistivity (10-6.cm) PowerDifference ΔP(mw) Hardness(HV) Temperature (ºC)
  • 20. PowerDifference,P(mw) 50 25 75 100 500 100 150 200 250 300 350 400 Temperature ( ºC ) 0 0.005 0.010 0.015 (10-6.cm) 10 20 30 40 Hardness(HV) HV P
  • 21. CINÉTICA DE LA ETAPA DE RECUPERACIÓN
  • 22. 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 TIME (min) 300ºC 350ºC 400ºC 450ºC 500ºC FRACTIONSTRESS
  • 23. CINÉTICA DE LA RECUPERACIÓN Ley de activación simple tipo Arrhenius RT/EexpAk a k = Velocidad del proceso. A = Cte. Ea = Energía de activación. R = Cte. De los gases. T = Temperatura absoluta RT -Ea e.Ak
  • 24. VARIACIONES NOTABLES QUE PUEDEN PRODUCIRSE EN LA ETAPA DE RECUPERACIÓN LIBERACIÓN PARCIAL DE LA ENERGÍA RETENIDA  RECUPERACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS RECUPERACIÓN PARCIAL DE PROP. MECÁNICAS MODIFICACIONES SUBESTRUCTURALES. POLIGONIZACIÓN.
  • 26. FUNDAMENTOS DE LA ETAPA DE RECRISTALIZACIÓN PRIMARIA  Puede considerarse como uno de los más importantes fenómenos que rigen la formación de estructuras.  Fenómeno asociado a la formación y migración de nuevos límites de grano.  Su fundamento reside en la formación de núcleos de recristalización en la matriz deformada y su crecimiento a expensas de la misma, hasta su desaparición.
  • 27. TEMPERATURA DE RECRISTALIZACIÓN  Puede entenderse como la Temperatura a la cual un material específico y con un grado de deformación determinado, recristalizará por completo en un tiempo finito ( considerado general e industrialmente de 1 hora).  Aproximadamente las temperaturas de recristalización de los metales se sitúan entre 1/3 y 1/2 de su temperatura de fusión.
  • 28. CINÉTICA DE LA ETAPA DE RECRISTALIZACIÓN
  • 29. 100 80 60 40 20 0 1 100 40.00010.0004.00040020060402010642 135.2ºC 119.0ºC 112.6ºC 102.2ºC 88.2ºC 43.0ºC 50% recristalizado Porcentaje recristalizado Tiempo (escala logarítmica) Curvas de transformación isotérmica (recristalización) para cobre puro (99,999%) laminado en frío en un 98%
  • 30. 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 TIEMPO (min) 300ºC 350ºC 400ºC 450ºC 500ºC %RECRIST.
  • 31. 100 80 60 40 20 0 1 100 40.00010.0004.00040020060402010642 135.2ºC 119.0ºC 112.6ºC 102.2ºC 88.2ºC 43.0ºC 50% recristalizado Porcentaje recristalizado Tiempo (escala logarítmica) Curvas de transformación isotérmica (recristalización) para cobre puro (99,999%) laminado en frío en un 98%
  • 32. CINÉTICA DE LA RECRIST. PRIMAR. Ley de activación tipo Avrami k Btexp1x B y k = Ctes. Dependientes de la temperatura y naturaleza del proceso de nucleación y crecimiento. *Recristalización tridimensional: 3 ≤ k ≤ 4 *Recristalización bidimensional: 2 ≤ k ≤ 3 *Recristalización unidimensional: 1 ≤ k ≤ 2
  • 34. FACTORES INFLUYENTES EN LA RECRISTALIZACIÓN PRIMARIA  FACTOR DEFORMACIÓN  FACTOR TIEMPO  FACTOR TAMAÑO DE GRANO
  • 35. FACTOR DEFORMACIÓN Deformación crítica: Mínima deformación a partir de la cual tiene lugar el fenómeno de recristalización (5 a 8%). Cuanto mayor es el grado de deformación previo, menor es la temperatura necesaria para iniciar la recristalización.
  • 36. FACTOR TIEMPO Cuanto mayor es el tiempo de calentamiento para un grado de deformación determinado, menor es la temperatura necesaria para la recristalización.
  • 37. 100 80 60 40 20 0 1 100 40.00010.0004.00040020060402010642 135.2ºC 119.0ºC 112.6ºC 102.2ºC 88.2ºC 43.0ºC 50% recristalizado Porcentaje recristalizado Tiempo (escala logarítmica) Curvas de transformación isotérmica (recristalización) para cobre puro (99,999%) laminado en frío en un 98%
  • 38. FACTOR TAMAÑO DE GRANO  El tamaño final del grano recristalizado depende fundamentalmente del grado de deformación previo, siendo tanto menor cuanto mayor es la deformación inicial.  Para un mismo material con diferentes tamaños de grano inicial e igual deformación, recristalizará antes el de menor tamaño inicial.
  • 39.
  • 41. •Fundamento de la etapa de crecimiento de grano (uniforme). •Fuerza impulsora.
  • 42. FUNDAMENTOS DE LA ETAPA DE CRECIMIENTO DE GRANO (UNIFORME)  Se define esta etapa como un proceso de desarrollo de nuevos granos a expensas de los granos primariamente recristalizados en condiciones tales en las que los granos individuales no pueden crecer preferencial y exageradamente.  La energía libre de superficie asociada a los límites de granos recristalizados, constituye la fuerza impulsora del mecanismo de Crecimiento de Grano (Uniforme).
  • 43.
  • 44. GRANO A GRANO B LÍMITE DE GRANO DIRECCIÓN DEL FLUJO ATÓMICO NETO Posición original del límite Posición nueva del límite de grano A B
  • 45. Unidad 2: RECOCIDO DE RECRISTALIZACIÓN. Tema 8 T<TR T<TR T=TR a b c T=TR d T=TR T≥TR e f