Este documento trata sobre los mecanismos de endurecimiento en ingeniería de materiales. Explica que existen tres métodos principales de endurecimiento: endurecimiento por solución sólida, endurecimiento por reducción del tamaño de grano y endurecimiento por deformación. Describe que el endurecimiento por reducción del tamaño de grano se debe a que los granos más pequeños actúan como barreras al movimiento de las dislocaciones. También cubre tratamientos de endurecimiento superficial como la cementación, nitruración y carbonitruración, los cuales

1. INGENIERIA DE MATERIALES
Dra. BLANCA F. SIMON DIAZ
UNIVERSIDAD NACIONAL HERMILIO VALDIZAN
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS
E.A.P. DE INGENIERIA INDUSTRIAL

2. PORCENTAJE DE TRABAJO EN FRIO FRENTE A
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES,
MECANISMOS DE ENDURECIMIENTO.

3. EJERCICIO 1

5. El volumen inicial es igual al volumen final, porque no
hay cambios.

6. Sabemos que el Volumen es:
Despejando tenemos:

7. Reemplazando tenemos:

8. https://youtu.be/2o3vDNcjgJs
EJERCICIO 2

9. MECANISMOSDE ENDURECIMIENTO
El mecanismo de endurecimiento posee una fuerte relación con el movimiento
de dislocaciones. Esta relación dislocaciones y propiedades Mecánicas es la
que condicionará el endurecimiento.
La capacidad de 1 metal para deformarse plásticamente depende de la
capacidad de las dislocaciones para moverse.
Las técnicas de endurecimiento se basa en la restricción e impedimento del
movimiento de las dislocaciones, dotando al material de más dureza y
resistencia

10. Mecanismos de endurecimiento
Existen tres métodos principales de endurecimiento.
 Endurecimiento por solución sólida
 Endurecimiento por reducción del tamaño de grano
 Endurecimiento por deformación

11. ENDURECIMIENTO POR REDUCCIÓN DEL
TAMAÑO DE GRANO
Los L.G. producen como barreras al movimiento de las dislocaciones
a temperatura ambiente, debido a:
Los granos poseen distintas orientaciones. Cada grano posee su propio
conjunto de dislocaciones sobre sus planos de deslizamiento preferentes,
por ello, cuando una dislocación pasa de un grano a otro pierde su
dirección preferente de deslizamiento.
El desorden del L.G. produce discontinuidad de un grano a otro, se
necesitaría un salto

12. AFINAMIENTO DEL 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

13. La relación entre el tamaño de grano y la
tensión de fluencia, está dada por la
ecuación de Hall-Petch

14. ENDURECIMIENTO
A ↓Tamaño de Grano ↑Dureza y Resistencia= impedimos el
movimiento
Los límites de grano de bajo ángulo son menos efectivos, en cambio,
los planos de macla anclan el deslizamiento de las dislocaciones más
efectivamente.

15. ENDURECIMIENTO POR SOL

16. ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
Son tratamientos termoquímicos aplicados al acero en los cuales la
composición de la superficie se altera por adición de algún elemento.
El objetivo de estos tratamientos es obtener 1 corteza exterior dura
resistente al desgaste manteniendo las propiedades de la pieza masiva.
 3 tratamientos principales:
Cementación
Nitruración
Carbonitruración

17. ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
Cementación:
Es la aplicación de un proceso difusivo de C en una pieza,
normalmente deAcero.
Segenera por el calentamiento de una pieza en un medio rico en C
para que este difunda
La superficie queda un acero rico en Cde mayor dureza yuna
matriz que conserva sus propiedades T= 875-925ºC
Espesores= 0.13-3.8mm dependiendo del tipo de proceso

18. ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL
Nitruración:
1. Es este caso se genera la difusión del N en la pieza,
normalmente de acero
2. Se pretende lograr una capa fina ymuy dura
3. El efecto aumenta con la incorporación de elementos de
aleación comoAl, Cr.
4. Los nitruros se caracterizan por precipitar en forma de partículas
finas
T= 510ºC
Espesores=0.025-0.5mm

19.  Carbonitruración:
Es el tratamiento en el que se trata de
difundir tanto el C como el N,
absorbiéndose en la superficie del
material.
ENDURECIMIENTO SUPERFICIAL

21. Webgrafia
 https://youtu.be/2o3vDNcjgJs

22. GRACIAS