2. El endurecimiento mecánico es un proceso fundamental en la
ingeniería y la fabricación de materiales. Este proceso se utiliza
para mejorar las propiedades de los materiales, como su
resistencia, dureza y tenacidad, sin alterar significativamente su
composición química. El endurecimiento mecánico se logra
mediante la aplicación de fuerzas o deformaciones controladas al
material, lo que induce cambios en su estructura interna y
propiedades mecánicas.
El objetivo principal del endurecimiento mecánico es aumentar la
capacidad de un material para resistir cargas y tensiones, ya sea
estáticas o dinámicas.
INTRODUCCIÓN
3. Este tipo de endurecimiento se
logra mediante la deformación
plástica del material a
temperaturas por debajo de su
punto de recristalización. La
deformación en frío introduce
dislocaciones en la estructura
cristalina, lo que aumenta la
resistencia y la dureza del
material. Ejemplos de técnicas de
deformación en frío incluyen la
laminación, el estirado en frío y la
extrusión en frío.
Endurecimiento por
deformación en frío:
EXISTEN VARIOS TIPOS DE ENDURECIMIENTO
MECÁNICO QUE SE UTILIZAN PARA MEJORAR LAS
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES. ALGUNOS DE
LOS PRINCIPALES TIPOS DE ENDURECIMIENTO
MECÁNICO SON:
01.
Aumento de la resistencia y la
dureza del material.
No se requiere tratamiento
térmico adicional.
Puede mejorar la resistencia a
la fatiga y la resistencia a la
tracción.
Puede mejorar la resistencia a la
fatiga y la resistencia a la tracción.
Puede reducir la tenacidad y la
ductilidad del material.
Puede provocar una disminución en
la resistencia a la corrosión.
Puede generar tensiones residuales
y deformaciones no deseadas
Desventajas
Ventajas
4. ENDURECIMIENTO POR TRABAJO EN CALIENTE:
En contraste con el endurecimiento por
deformación en frío, el endurecimiento por
trabajo en caliente se realiza a temperaturas
superiores al punto de recristalización del
material. Este proceso implica la deformación
plástica del material a altas temperaturas para
producir una estructura más fina de granos y
dislocaciones, lo que mejora la resistencia
mecánica. El trabajo en caliente se utiliza
comúnmente en la forja y la extrusión de
metales.
02.
Permite una mayor deformación plástica sin
fractura del material.
Mejora la resistencia y la ductilidad del
material.
Refina la estructura de grano, lo que puede
aumentar la resistencia y la tenacidad
Ventajas
Requiere equipos y procesos más
complejos.
Puede requerir temperaturas de trabajo más
altas.
El proceso puede ser más costoso en
comparación con el endurecimiento por
deformación en frío.
Desventajas
5. Requiere tratamientos térmicos prolongados para
obtener resultados óptimos.
Puede haber una limitación en la temperatura de
servicio debido a la posible inestabilidad de las
fases precipitadas.
Puede ser necesario un control más estricto del
proceso de tratamiento térmico.
Ventajas
Desventajas
También conocido como endurecimiento por
envejecimiento, este método implica la formación de
precipitados en la matriz del material, lo que aumenta
su resistencia y dureza. Se logra mediante un
tratamiento térmico específico que promueve la
formación de fases precipitadas, como el
endurecimiento por envejecimiento natural y el
endurecimiento por envejecimiento artificial.
Aumenta la resistencia y la dureza del material.
Mejora la resistencia a la corrosión y la
estabilidad dimensional.
Proporciona un control preciso sobre las
propiedades mecánicas mediante la
optimización del tratamiento térmico.
ENDURECIMIENTO POR
PRECIPITACIÓN
03.
6. ENDURECIMIENTO POR TRATAMIENTO TÉRMICO:
Los tratamientos térmicos, como el temple y el
revenido, se utilizan para modificar las propiedades
mecánicas de los materiales. El temple implica el
calentamiento rápido seguido de un enfriamiento
rápido para aumentar la dureza y la resistencia,
mientras que el revenido consiste en calentar el
material a una temperatura específica y luego
enfriarlo lentamente para mejorar la tenacidad y
reducir la fragilidad.
04.
Mejora la resistencia, la dureza y la
tenacidad del material.
Permite un control preciso de las
propiedades mecánicas mediante ajustes
de temperatura y tiempo.
Proporciona una mayor flexibilidad para
adaptarse a diferentes requisitos de
aplicación
:
Ventajas
Desventajas
Puede haber cambios en las dimensiones y la forma del
material debido a las transformaciones estructurales.
Requiere un equipo adecuado y un control preciso de las
temperaturas y tiempos de tratamiento.
Puede haber una mayor complejidad y tiempo de
procesamiento en comparación con otros métodos de
endurecimiento.
7. Aumenta la resistencia, la dureza y otras
propiedades específicas del material.
Permite una mayor flexibilidad en la selección de
materiales y el ajuste de propiedades.
Puede mejorar la resistencia a la corrosión y otras
características específicas.
ENDURECIMIENTO POR
ALEACIÓN:
La adición de elementos de aleación en los
materiales puede mejorar significativamente sus
propiedades mecánicas. Algunos ejemplos de
endurecimiento por aleación incluyen la adición de
carbono al acero para formar acero de alta
resistencia y la incorporación de elementos como el
cobre, el silicio o el magnesio en aleaciones de
aluminio para mejorar su resistencia y dureza.
Ventajas
Desventajas
Puede aumentar el costo del material debido a la
adición de elementos de aleación.
Requiere un mayor control y precisión en la
fabricación de aleaciones.
Puede haber limitaciones en la disponibilidad y
accesibilidad de ciertos elementos de aleación.
05.
8. OTROS TIPOS DE ENDURECIMIENTO
SON:
Este método implica la aplicación
de fuerzas de torsión al material, lo
que provoca una deformación
plástica y un aumento en la
resistencia del material. La
deformación por torsión se utiliza
comúnmente en la fabricación de
ejes, engranajes y otras piezas que
requieren alta resistencia al torque.
En algunos casos, el endurecimiento
mecánico puede ocurrir como
resultado de impactos repetidos o
golpes en el material. Esto puede
ocurrir, por ejemplo, en componentes
sometidos a cargas cíclicas o en
aplicaciones donde el material está
expuesto a vibraciones constantes. El
impacto repetido puede generar
deformaciones plásticas y
endurecimiento gradual del material.
07.
06.
Endurecimiento por
deformación por torsión Endurecimiento por impacto
9. ENDURECIMIENTO POR
CONFORMADO EN FRÍO:
09. 10.
Además del endurecimiento por
deformación en frío convencional, el
conformado en frío es un proceso que
implica la deformación plástica del material
a través de técnicas como el estampado, la
laminación o el embutido. Estas operaciones
de conformado en frío pueden generar
tensiones y deformaciones residuales, lo
que conduce a un endurecimiento adicional
del material.
ENDURECIMIENTO POR
TRATAMIENTO MECÁNICO
SUPERFICIAL:
Este tipo de endurecimiento se logra
mediante procesos como la shot peening
(granallado), el rodillado o el pulido a
presión. Estos procesos alteran la superficie
del material, induciendo compresión y
generando una capa endurecida
superficialmente. Esto mejora la resistencia
a la fatiga, la resistencia al desgaste y la
resistencia a la corrosión de la pieza.
