Este documento describe varios procesos de endurecimiento y conformación de metales. Explica cinco mecanismos principales de endurecimiento, incluyendo el endurecimiento por afino de grano, por deformación, por solución sólida, por precipitación y por transformaciones martensíticas. También describe procesos de trabajo en frío y caliente, y clasifica procesos de conformación como doblado, cizallado, troquelado, embutido, laminado, forjado y extrusión. Explica los efectos del trabajo en frío en la estruct

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA
“ANTONIO JOSE DE SUCRE”
CARRERA: TECNOLOGIA MECANICA
EXTENSION: BARCELONA
CATEDRA: METALURGIA
PROCESO DE ENDURECIMIENTO DE MECANIZADO DE LOS METALES
Elaborado por: Carlos Ramírez
C.I: 14930096
Barcelona, diciembre 2020

2. Proceso de endurecimiento de mecanizado de los metales.
• El endurecimiento se refiere a técnicas para incrementar la dureza de un material. Existen cinco mecanismos principales para hacer estos endurecimientos por afino
de grano, endurecimiento por deformación en frío.
• Endurecimiento por afino de grano.
• El endurecimiento por afino del grano (también denominado “de Hall-Petch”) es consecuencia de que los bordes de grano actúan como una barrera infranqueable
para el movimiento de las dislocaciones, y que el número de dislocaciones dentro de un grano, afecta a cómo éstas pueden trasmitir su efecto a granos vecinos a
través de los bordes. El tamaño de grano de un material depende del tratamiento térmico posterior a la deformación plástica, o bien de la velocidad de solidificación.
• Endurecimiento por deformación.
• El endurecimiento por deformación (también llamado endurecimiento en frío o por acritud) es el endurecimiento de un material por una deformación plástica a
nivel macroscópico que tiene el efecto de incrementar la densidad de dislocaciones del material. A medida que el material se satura con nuevas dislocaciones, se crea
una resistencia a la formación de nuevas dislocaciones y a su movimiento. Esta resistencia a la formación y movimiento de las dislocaciones se manifiesta a nivel
macroscópico como una resistencia a la deformación plástica.
• Endurecimiento por solución sólida.
• Una solución sólida es una solución en estado sólido de uno o más solutos en un solvente. El soluto puede incorporarse dentro de la estructura cristalina del
disolvente bien mediante sustitución, reemplazando cada átomo del disolvente por un átomo del soluto (y formará una solución sólida sustitucional), o bien de
forma intersticial, encajándose los átomos de soluto dentro del espacio que hay entre los átomos del disolvente. Ambos tipos de solución sólida afectan a las
propiedades del material ya que distorsionan, aunque sea poco, la estructura cristalina y porque perturban la homogeneidad física y eléctrica del material disolvente.
• 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 metaestables 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.1.
• Transformaciones martensíticas. ​
• Es el nombre que recibe la fase cristalina BCT, en aleaciones ferrosas. Dicha fase se genera a partir de una transformación de fases sin difusión (infiltración de
partículas ajenas al material procesado), a una velocidad que es muy cercana a la velocidad del sonido en el material. La transformación martensítica no sólo ocurre
en el acero, sino que otros sistemas de aleación se caracterizan por experimentar transformaciones sin difusión.

3. Procesos de trabajo al frio y caliente
• Procesos de trabajo en frio.
• El trabajo en frio se refiere al trabajo a temperatura ambiente o menor. Este trabajo ocurre al aplicar un esfuerzo mayor
que la resistencia de cedencia original del metal, produciendo a la vez una deformación.
• El concepto del conformado en frío comprende todos los métodos de fabricación que permiten deformar plásticamente
(a temperatura ambiente y ejerciendo una presión elevada) metales o aleaciones de metales tales como cobre, aluminio o
latón, pero sin modificar el volumen, el peso o las propiedades esenciales del material. Durante el conformado en frío la
materia prima recibe su nueva forma mediante un proceso que consta de diferentes etapas de deformación. De tal manera se
evita que se exceda la capacidad de deformación del material y por lo tanto su rotura.
• Procesos de trabajos en caliente.
• El trabajo en caliente es el proceso de deformación plástica de un metal por encima de la temperatura de recristalización del
metal. La temperatura de recristalización es la temperatura a la cual los granos deformados son reemplazados por granos
libres de defectos en el metal. Dado que el trabajo en caliente se realiza a temperaturas superiores a esta temperatura de
recristalización, permite que el metal se recristalice mientras se deforma plásticamente. Sin embargo, esto se hace por
debajo del punto de fusión del metal.

4. Clasificación de los procesos de conformación

5. Proceso de doblado.
• El doblado de metales es la deformación de láminas alrededor de un
determinado ángulo. Los ángulos pueden ser clasificados como abiertos (si
son mayores a 90 grados), cerrados (menores a 90°) o rectos. Durante la
operación, las fibras externas del material están en tensión, mientras que
las interiores están en compresión. El doblado no produce cambios
significativos en el espesor de la lámina metálica.

6. Proceso de cizallado.
• El proceso de cizallado es una operación de corte de láminas que consiste
en disminuir la lámina a un menor tamaño. Para hacerlo el metal es
sometido a dos bordes cortantes.

7. Proceso de troquelado.
• El proceso de troquelado es una operación en la cual se cortan láminas
sometiéndolas a esfuerzos cortantes, desarrollados entre un punzón y una
matriz, se diferencia del cizallado ya que este último solo disminuye el
tamaño de lámina sin darle forma alguna. El producto terminado del
troquelado puede ser la lámina perforada o las piezas recortadas.

8. Proceso de embutido
• El proceso de embutido consiste en colocar la lámina de metal sobre un
dado y luego presionándolo hacia la cavidad con ayuda de un punzón que
tiene la forma en la cual quedará formada la lámina.

9. Proceso de laminado
• El laminado es un proceso en el que se reduce el espesor de una pieza
larga a través de fuerzas de compresión ejercidas por un juego de rodillos,
que giran apretando y halando la pieza entre ellos.

10. Proceso de forjado
• El proceso de forjado fue el primero de los procesos del tipo de
compresión indirecta y es probablemente el método más antiguo de
formado de metales. Involucra la aplicación de esfuerzos de compresión
que exceden la resistencia de fluencia del metal. En este proceso de
formado se comprime el material entre dos dados, para que tome la
forma deseada.

11. Proceso de extrusión
• La extrusión es un proceso por compresión en el cual el metal de trabajo
es forzado a fluir a través de la abertura de un dado para darle forma a su
sección transversal. Ejemplos de este proceso son secciones huecas, como
tubos.

12. L os efectos del trabajo en frío sobre el metal.
• Cuando un metal es rolado, extruido o estirado a una temperatura debajo
de la recristalización, el metal es trabajado en frio. La mayoría de los
metales se trabajan enfrío a temperatura ambiente aunque la acción de
formado en ellos causa una elevación de temperatura.
• Para comprender la acción de trabajo en frío y susefectos, se debe poseer
algún conocimiento de la estructura de los metales. Todos los metales son
cristalinos por naturaleza y están hechos de granos de forma irregular de
varios tamaños. Esto puedeverse claramente en un microscopio
metalúrgico si el metal fue convenientemente pulido o atacado con ácido.
Cada grano esta constituido por átomos en un arreglo ordenado conocido
como malla, laorientación de los átomos en un grano dado es uniforme
pero difiere de aquellos en granos adyacentes , sus cambios resultantes en
la forma del material los trae consigo marcados en la estructura delgrano
tales como fragmentación del grano, movimiento de átomos y distorsión
de la malla.