Este documento describe los principales tipos de endurecimiento de materiales, incluyendo endurecimiento por deformación, endurecimiento por solución sólida, endurecimiento por dispersión, endurecimiento por precipitación y endurecimiento por tamaño de grano. Explica cómo cada uno de estos métodos incrementa la dureza de un material al obstaculizar el movimiento de dislocaciones dentro de la estructura cristalina.

1. INSTITUTO TECNOLOGICO DE SONORA
UNIDAD GUAYMAS
INGENIERÍA DE MATERIALES
PROF. MIGUEL ANGEL CASTRO RAMIREZ
 TIPOS DE ENDURECIMIENTO

2. Endurecimiento
 Se refiere a las técnicas para incrementar la dureza de
un material.
Entre las técnicas principales para hacer esto se
encuentran:
Endurecimiento por deformación
Endurecimiento por solución sólida
Endurecimiento por dispersión
Endurecimiento por precipitación
Endurecimiento por tamaño de grano

3. Endurecimiento por deformación
 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.

4. Micrografía Electrónica de Frank-Read

5. Fenómeno de endurecimiento por
deformación.
 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 mas dislocaciones en la estructura del metal,
se estorban entre sí, volviéndolo mas difícil su
movimiento.
 Al ser mas difícil que las dislocaciones de muevan, se
requiere de una fuerza mayor para mantenerlas en
movimiento.

6. Endurecimiento por solución sólida
En los materiales metálicos, uno de los defectos
importantes de la formación de soluciones sólidas es el
endurecimiento por solución sólida resultante. Este
endurecimiento, lo causa la mayor resistencia al
movimiento de dislocaciones.

7. – Si las dislocaciones al moverse por la red encuentran
distorsiones en esta se verán frenadas.
– El introducir un átomo extraño en una red introduce
una gran distorsión en la misma – Dichas distorsiones
dificultan en movimiento de las dislocaciones a su
alrededor.
Los átomo extraños pueden ser de dos tipos atendiendo
a su localización
 Intersticiales: Cuando ocupan posiciones entre los
átomos
 Sustitucionales: Cuando sustituyen a átomos
originales

9. La mayor resistencia al movimiento de dislocaciones.
Es una de las razones importantes de por qué el latón
(aleación Cu, Zn) es más resistente que el cobre puro.

10. Endurecimiento por solución sólida
El defecto puntual altera la perfección de la red
Se requiere de mayor esfuerzo para que el deslizamiento de una
dislocación ocurra
Al introducir intencionalmente átomos sustitucionales o
intersticiales, se genera un endurecimiento por solución sólida

11. Endurecimiento por dispersión
 En las aleaciones endurecidas por dispersión simples,
se introducen partículas diminutas de una fase, en
general muy fuerte y dura, en una segunda fase, que
es más débil pero más dúctil.
 La fase suave por lo general es continua y está
presente en mayores cantidades; se llama matriz. La
fase endurecedora puede llamarse fase dispersa o
precipitado, dependiendo de la forma en que se
obtiene la aleación.

12.  Para que haya endurecimiento por dispersión, la fase
dispersa o precipitado debe ser lo suficientemente
pequeña para proporcionar obstáculos eficaces al
movimiento de las dislocaciones y favorecer el
mecanismo de endurecimiento.
 En la mayoría de las aleaciones metálicas, el
endurecimiento por dispersión se produce mediante
transformaciones de fase.

13. Consideraciones para tener un
endurecimiento efectivo por dispersión
 La fase precipitada debe ser dura y discontinua
 Las partículas de la fase dispersa deben ser pequeñas
y numerosas.
 Las partículas de la fase dispersa deben ser redondas
 Mayores cantidades de la fase dispersa aumentan el
endurecimiento

14. Endurecimiento por precipitación
Tratamiento térmico más importante que se aplica a las aleaciones de aluminio.
Este tratamiento eleva notablemente la resistencia mecánica de las aleaciones de
aluminio endurecibles por tratamiento térmico.
El endurecimiento por precipitación tiene lugar, fundamentalmente en tres fases:
 Por calentamiento a temperatura elevada se disuelven en la solución sólida de
aluminio la mayor parte de los componentes de la aleación, que provocan el
endurecimiento ( recocido de disolución ).
 Por enfriamiento rápido, la solución sólida, enriquecida en estos componentes
de la aleación se transforma, en primer lugar, en un estado sobresaturado
( temple).
 Por permanencia, a la temperatura ambiente o a una temperatura más elevada,
se producen precipitaciones de la solución sólida sobresaturada, que provocan
un aumento de la resistencia a la tracción, del límite elástico 0,2% y de la
dureza ( envejecimiento o maduración ).

15. Endurecimiento por reducción del
tamaño de grano
 – Una dislocación se desliza por un plano
cristalográfico Concreto.
 – Si dos granos contiguos poseen distinta orientación
cristalográfica será muy difícil que una dislocación
pase de uno de ellos a otro, tanto por el cambio de
orientación como por la distorsión que supone la
junta.
 – Cuantas más juntas de grano existan en un material
más difícil será que las dislocaciones se muevan por
él.

16. Frenado de una dislocación al pasar
de un grano a otro