Informe Nº11

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1. INTRODUCCIÓN. La deformación plástica corresponde a una distorsión comparable de los granos individuales por medio de deslizamiento. Durante la deformación, la integridad mecánica y la coherencia se mantienen a lo largo de los límites de grano; o sea, los límites de grano no se separan o se abren. Por consiguiente, cada grano individual está parcialmente constreñido en la forma puede asumir debido a la presencia de los granos vecinos. Antes de la deformación los granos son equiaxiales, o sea, tienen dimensiones similares en todas las direcciones [1]. Los dos tipos principales de trabajo mecánico en los cuales el material puede sufrir una deformación plástica y cambiarse de forma son trabajos en caliente y trabajos en frio. El trabajo en frio permite una deformación permanente de metales y aleaciones por debajo de la temperatura a la que se produce una microestructura sin deformación, o temperatura de recristalización, el trabajo en frio produce el endurecimiento por deformación del metal [2]. Un material se considera trabajado en frio si sus granos están en una condición distorsionada después de finalizada la deformación plástica, bien sea por laminación, trefilado (se jala un metal a través de un molde para producir un alambre). Todas las propiedades de un metal que dependan de la estructura reticular se ven afectadas por el trabajado en frio. La resistencia a la tracción, la resistencia a la cedencia o fluencia y la dureza aumentan, mientras que la ductilidad, representada por el porcentaje de alargamiento disminuye [3]. Según el análisis precedente, la deformación plástica de un material a bajas temperaturas con respecto a su temperatura de recristalizacion produce cambios en la microestructura y en las propiedades. Algunos de estos cambios son cambio en la forma de grano y aumento en la densidad de dislocaciones. Una fracción de la energía consumida en la deformación es almacenada en el metal como energía de deformación, la cual está asociada con las zonas de tracción, compresión y cizalladura alrededor de las dislocaciones creadas. Además, otras propiedades tales como la conductividad eléctrica y la resistencia a la corrosión pueden modificarse como consecuencia de la deformación plástica [1]. Estas propiedades y estructuras pueden recuperar sus valores anteriores a la deformación en frio mediante

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recristalizacion

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1. INTRODUCCIN.La deformacin plstica corresponde a una distorsin comparable de los granos individuales por medio de deslizamiento. Durante la deformacin, la integridad mecnica y la coherencia se mantienen alo largo de los lmites de grano; o sea, los lmites de grano no se separan o se abren. Por consiguiente, cada grano individual est parcialmente constreido en la forma puede asumir debido a la presencia de los granos vecinos. !ntes de la deformacin los granos son e"uia#iales, o sea, tienen dimensiones similares en todas las direcciones $%&.Los dos tipos principales de traba'o mecnico en los cuales el material puede sufrir una deformacin plstica y cambiarse de forma son traba'os en caliente y traba'os en frio.(l traba'o en frio permite una deformacin permanente de metales y aleaciones por deba'o de la temperatura a la "ue se produce una microestructura sin deformacin, o temperatura de recristalizacin,el traba'o en frio produce el endurecimiento por deformacin del metal $)&. *n material se considera traba'ado en frio si sus granos estn en una condicin distorsionada despu+s de finalizada la deformacin plstica, bien sea por laminacin, trefilado ,se 'ala un metal a trav+s de un molde para producir un alambre-. .odas las propiedades de un metal "ue dependan de la estructura reticular se ven afectadas por el traba'ado en frio. La resistencia a la traccin, la resistencia a la cedencia o fluencia y ladureza aumentan, mientras "ue la ductilidad, representada por el porcenta'e de alargamiento disminuye $/&. 0eg1n el anlisis precedente, la deformacin plstica de un material a ba'as temperaturas con respecto a su temperatura de recristalizacion produce cambios en la microestructura y en las propiedades. !lgunos de estos cambios son cambio en la forma de grano y aumento en la densidad de dislocaciones. *na fraccin de la energa consumida en la deformacin es almacenada en el metal como energa de deformacin, la cual est asociada con las zonas de traccin, compresin y cizalladuraalrededor de las dislocaciones creadas. !dems, otras propiedades tales como la conductividad el+ctricay la resistencia a la corrosin pueden modificarse como consecuencia de la deformacin plstica $%&. (stas propiedades y estructuras pueden recuperar sus valores anteriores a la deformacin en frio mediante tratamientos t+rmicos apropiados. .ales fenmenos de restauracin resultan de distintos procesos "ue ocurren a temperaturas elevadas2 recuperacin y recristalizacion, despu+s de los cuales puede ocurrir el crecimiento del grano $%&. (l tratamiento t+rmico ms utilizado para este fin es el recocido. 3ecuperacin2 La microestructura de un material despu+s de traba'ada en frio est compuesta por granos deformados con gran n1mero de dislocaciones entrelazadas. 4uando al principio se calienta el metal, la energa t+rmica adicional permite "ue las dislocaciones se muevan y forme los bordes deun estructura subgranular poligonizada $5&. Durante la recuperacin, una parte de la energa interna almacenada como energa de deformacin es liberada debido al movimiento de dislocaciones ,en ausencia de una tensin e#ternamente aplicada-; esto ocurre como resultado del aumento de difusinatmica a temperaturas relativamente elevadas. .ambi+n se produce alguna reduccin en el n1mero de dislocaciones, y las configuraciones de dislocaciones tienden a adoptar ba'as energas de deformacin de la red $%&. (ste reordenamiento de dislocaciones han reducido o eliminado los esfuerzos residuales, conocido a menudo como eliminacin de esfuerzos o tensiones internas. (sta etapa reestablece una alta conductividad el+ctrica al metal, adems puede me'orar la resistencia del material a la corrosin $5&, esta recuperacin ocurre hasta valores similares a los correspondientes enlos estados predeformados. 3ecristalizacin2 !un despu+s de la recuperacin, los granos estn todava en un estado de alta energa de deformacin. La recristalizacion es la formacin de un nuevo con'unto de granos e"uia#iales libres de deformacin "ue tienen ba'a densidad de dislocaciones, lo cual es una caracterstica de la condicin del material antes de ser deformado. La fuerza motriz para producir esa nueva estructura de granos es la diferencia en energa interna entre el material deformado y el nodeformado. Los nuevos granos se forman como n1cleos muy pe"ueos y crecen hasta "ue reemplazan completamente al material deformado $%&. La recristalizacion es un proceso cuya e#tensin depende tanto del tiempo como de la temperatura. Durante la recristalizacion, las propiedades mecnicas "ue fueron modificadas durante el proceso de traba'o en frio son restauradas a sus valores previos a la deformacin, es decir, el metal se hace ms blando, menos resistente y msd1ctil $%&. 4recimiento del 6rano2 Despu+s "ue ha terminado la recristalizacion, los granos libres de deformacin contin1an creciendo si la muestra metlica es de'ada a la temperatura elevada, fenmeno "ue se denomina crecimiento del grano. (ste fenmeno, es producido por la migracin de los lmites de grano. (l tamao medio del gano aumenta con el tiempo, y en cual"uier instante e#isteuna gama de tamaos de grano $%&. La velocidad y el tamao final "ue alcancen depender de la temperatura a la cual se encuentre la muestra y el tiempo "ue se mantenga. Las propiedades mecnicas a temperatura ambiente de un metal con tamao de grano pe"ueo son normalmente superiores a a"uellos con tamao grande, por ende la finalidad de esta etapa es re7establecer las propiedades mecnicas a los valores iniciales antes de sufrir la deformacin. (l comportamiento de recristalicacion para una determinada aleacion se suele especificar como la temperatura de recristalizacion, temperatura a la cual un material recristaliza por completo en una hora $/&. La temperatura de recristalizacion es afectada por diversas variables del proceso2 ! mayor cantidad de deformacin previa, menor la temperatura necesaria para iniciar el proceso de recristalizacion, ya "ue habr mayor distorsin y ms energa interna disponible $/& !l aumentar el tiempo de recocido, disminuya la temperatura de recristalizacion. (l proceso de recristalizacion es sensible a cambios en temperatura, ms "ue a variaciones de tiempo a temperatura constante $/&. !l incrementar el tiempo de recocido se reduce la temperatura de recristalizacion. 8a "ue hay mayortiempo disponible para la nucleacin y el crecimiento de los nuevos granos $5& Los metales puros recristalizan a temperaturas inferiores "ue las aleaciones.(l traba'o en caliente se define como la deformacin plstica del metal a una temperatura superior a la temperatura de recristalizacion $5&. Durante este traba'o, el metal se est recristalizando continuamente. 9o e#iste endurecimiento, en consecuencia, prcticamente es limitada la deformacin plstica $5&. !lgunas imperfecciones del metal original se pueden eliminar, o se pueden minimizar sus efectos. Los poros gaseosos pueden cerrarse y soldarse durante el traba'o en caliente, el agolpamiento interno de tomos, formado al cerrarse el poro, ser eliminado por difusin durante el proceso de conformado y de enfriamiento $5&. (l acabado superficial por lo general es pobre 'unto al obtenido mediante el traba'o en frio. (l o#geno puede reaccionar con el metal de la superficie, formando #idos "ue durante el conformado ser introducidos dentro de la superficie. La precisin dimensional tambi+n es ms difcil de controlar durante el traba'o en caliente. Debe tomarse en consideracin una mayor deformacin elstica, ya "ue a las temperaturas de traba'o en caliente el mdulo de elasticidad es ba'o, y adems el metal se contrae al enfriarse $5&. 2. OBJETIVOS.2.1 Objetivo Generales. Describir y analizar la t+cnica de recristalizacion de materiales previamente deformados en frio, como metodologa e#perimental para la recuperacin y regeneracin de su estructura cristalina, as como para reestablecer las propiedades iniciales del material antes del endurecimiento por deformacin. 2.2 Objetivos Ese!"#i!os. (stablecer y categorizar las caractersticas o consecuencias de la aplicacin de un traba'o en frio, o endurecimiento por deformacin, a nivel microestructural, dimensiones de granos y propiedades propias de un material. 3econocer y e#aminar las diferentes etapas "ue comprende la metodologa de recristalizacion y el efecto "ue tiene cada una de ellas en el material tratado. Deducir e interpretar la presencia de la temperatura de recristalizacion en materiales con distintos porcenta'es de acritud. (valuar e interpretar el efecto de la acritud, o porcenta'e de reduccin por deformacin sobre el rango de la temperatura de recristalizacion para un material. 4ategorizar las condiciones o factores "ue afectan a la temperatura de recristalizacion de un material. (stablecer la influencia de la variacin de las propiedades mecnicas en el estudio de la temperatura de recristalizacion, as como comparar la presencia de tamao de un tamao de grano, como m+todopara fi'ar la temperatura de recristalizacion en un material.

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