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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE MECNICA

Ing. Carlos Chicol

CURSO:

CIENCIA DE LOS MATERIALES

Catedrtico:

Ing. Carlos Snell Chicol

[email protected]


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PROCESOS DE DEFORMADO EN FRIOY EN CALIENTE DE LOS METALES

Ing. Carlos Chicol

Durante el formado del metal, la estructura de grano gruesa y deformada

de un material frgil y poroso del lingote, o del metal de la colada continua,se reduce a una estructura con cambios en su volumen, de grano fino ymejores propiedades mecnicas. Luego de la colada, la superficie del

lingote en contacto con el molde se enfra ms rpido, dando lugar a granosgruesos, pero de la misma medida en todas las direcciones. Pero la parte

central del lingote, que puede tardar hasta dos das en solidificarse, dalugar a granos alargados, que crecen hasta chocar unos con otros.

Los procesos del formado se pueden clasificar en: procesos de deformacinvolumtrica y procesos de trabajo metlico. Los primeros se caracterizanpor deformaciones significativas y cambios de forma. La relacin entre el

rea superficial y el volumen de trabajo es relativamente pequea.


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Ing. Carlos Chicol

ENTRE LOS PROCESOS DE DEFORMADO EN FROY EL CALIENTE DE LOS METALES TENEMOS

Trabajo en caliente:Se define como la deformacin plstica del metal a unatemperatura superior a la de recristalizacin.

Temperatura de recristalizacin:

Temperatura aproximada a la que un material altamentetrabajado enfro se recristaliza por completo en una hora.


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Ing. Carlos Chicol

Desventajas del trabajo en caliente

No es posible fabricar un material a un tamao exacto,

debido a los cambios dimensionales durante el enfriamiento. Forma escamas superficiales

Acamado superficial ms suficiente.

En el trabajo en caliente los materialesferrosos y no ferrosos deben poseer

suficiente ductilidad a elevadastemperaturas.


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Ing. Carlos Chicol

Las operaciones bsicas en el trabajo encaliente son:

Laminacin en caliente

Forja en Caliente

Extrusin

Embutido


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Ing. Carlos Chicol

Laminado en caliente:Es un proceso de deformacin en el cual el

metal pasa entre dos rodillos y se comprime,

reducindose as su espesor (o su seccin

transversal). Puede asemejarse al aplastado de

una masa harinosa con un rodillo de amasar, a

fin de reducir su espesor. La laminacin, que

representa aproximadamente el 90% de todos

los metales producidos usando procesos

metalurgia


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Ing. Carlos Chicol

Forja en caliente:

El forjado es un proceso en el cual la

pieza se conforma mediante fuerzas

sucesivas de compresin, aplicadas atravs de diversos dados o matrices y

herramientas, es una de las operaciones

ms antiguas de trabajo de metales.

Ma


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Ing. Carlos Chicol


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Ing. Carlos Chicol

Video: Forja en caliente


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Ing. Carlos Chicol

Extrusin:

Consiste en colocar un lingote caliente en

una cmara y hacerlo fluir bajo presin por

una matriz o dado de la forma requerida.

Con facilidad se producen perfiles hasta de

24 pies de longitud.

El proceso requiere que los metales se

calienten hasta una temperatura apenas

inferior al punto de fusin, esto disminuyesuficientemente la resistencia a la fluencia

del material (Fluencia: es la deformacin

irrecuperable de la probeta).

Mtodo de presin dir

Mtodo de presin inv


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Ing. Carlos Chicol

Video: Extrusin


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Ing. Carlos Chicol

Embutido:

Mtodo que se utiliza nicamente para la produccin de cilindros o recipientes

de pared gruesa.


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Ing. Carlos Chicol

Video: Embutido


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Ventajas:

El trabajo en fro incrementa la resistencia, la elasticidad yla dureza de las piezas metlicas trabajadas.

Generalmente las tolerancias dimensionales y el acabadosuperficial son suficientemente buena para no requeriroperaciones adicionales de acabado.

Las piezas pequea pueden conformarse rpidamente a un

costo ms najo que por la mayora de otro mtodos.

Las piezas fras pueden manipularse en forma ms segura ybarata que las piezas calientes.


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Desventajas:

Algunas partes no pueden trabajarse en fro porque son muyfrgiles. En algunos casos el trabajo en fro desarrolla en el

material una dureza y esfuerzos tales que hacen prohibitivaslas operaciones subsecuentes.

El trabajo en fro de secciones grandes de la mayora de losmetales y de las aleaciones de resistencia elevada requieredemasiada energa, caractersticas que vuelve poco prctico

al proceso y lo puede dejar fuera del rango de la mayora delas prensas.

El efecto del trabajo en fro sobre la resistencia a lacorrosin, la resistencia elctrica y las propiedadesmagnticas es notable


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Laminacin en fro

El proceso de laminado induce propiedades direccionales almaterial y genera una superficie endurecida por trabajo. El

trabajo excesivo puede degenerar en fragilidad. Enconsecuencia, el trabajo en fro de los metales puede requerirun tratamiento de recocido despus del cual el material selleva a sus dimensiones finales pasndolo por un tren deacabado.

La cantidad de parejas de rodillos requerida para conformaralgn material depende de la ductilidad de ste y de la formadeseada.

Los materiales (metales ferrosos y no ferrosos) deben poseersuficiente ductilidad a la temperatura de conformacin.


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Ing. Carlos Chicol


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Ing. Carlos Chicol

Ventajas del Trefilado

Buena calidad superficial

Precisin dimensional

Aumento de resistencia y dureza

Posibilidad de producir secciones muy finas


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Ing. Carlos Chicol

Video Trefilado


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Cizalla:Cizallar es cortar un material por medio de una herramienta decorte de dos filos, la cizalla, en la cual los filos se mueven unohacia el otro. Existen cizallas de accionamiento manual y de

accionamiento mecnico.

Estampado: En esta operacin se utiliza un punzn y unamatriz con impresiones idnticas mecanizadas en sussuperficies. La diferencia fundamental entre este proceso y elacuado radica en que el espesor del material permanece

constante. El estampado es realmente un proceso de embutidoen el cual se redistribuye el material por tanto, las fuerzasrequeridas son mucho menores que en el acuado.


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Ing. Carlos Chicol

Video Cizalla


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Repujado:Este es otro proceso que aprovecha la presin y el flujo plsticopara conformar el material. El repujado en fro permitetrabajar metales de poco espesor y los modelos pueden ser

metlicos o de madera.


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Doblado:El proceso del doblado, que se lleva a cabo en prensasplegadoras, se caracteriza por un material slido.Conformacin total y un estado flexor de esfuerzo.


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TRATAMIENTOS TERMICOS EN LOS METALES


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Se trata de variar la temperatura del material pero sin variar la composicinqumica.

OBJETIVO: Mejorar las propiedades de los metales y aleaciones, por logeneral, de tipo mecnico. En ocasiones se utiliza este tipo de tratamientospara, posteriormente, conformar el material.

En que consiste?


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En que consiste?

Este tipo de procesos

consisten en elcalentamiento yenfriamiento de unmetal en su estado

slido para cambiarsus propiedadesfsicas.


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TIPOS DE TRATAMIENTOS

Recocido

Temple

Revenido

NormalizadoTratamientos termoqumicos


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TRATAMIENTOS TERMICOS EN LOS METALESTemple:

El temple se utiliza para obtener un tipo de aceros de altadureza llamado martensita. Se trata de elevar la temperatura

del acero hasta una temperatura cercana a 1000 C yposteriormente someterlo a enfriamientos rpidos o bruscos ycontinuos en agua, aceite o aire.

La capacidad de un acero para transformarse en martensitadurante el temple depende de la composicin qumica delacero y se denomina templabilidad.

Al obtener aceros martensticos, en realidad, se pretendeaumentar la dureza. El problema es que el acero resultanteser muy frgil y poco dctil, porque existen altas tensionesinternas.


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Se procede a un calentamiento por debajo de la temperatura crtica; esta


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temperatura depende del tipo de acero y de la dureza final deseada, pueslos productos duros de temple se modifican en este calentamiento.

Este proceso permite eliminar las tensiones como consecuencia de loscambios bruscos de temperaturas y de contracciones y dilataciones

desiguales producidas por el temple.



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Normalizado:

Este tratamiento se emplea para eliminar tensiones internas sufridas por elmaterial tras una conformacin mecnica, tales como una forja olaminacin para conferir al acero unas propiedades que se considerannormales de su composicin.

El normalizado se practica calentando rpidamente el material hasta unatemperatura crtica y se mantiene en ella durante un tiempo. A partir deese momento, su estructura interna se vuelve ms uniforme y aumenta latenacidad del acero.

El normalizado tiene por objeto dejar un material en estado normal, esdecir a sencia de tensiones internas con na distrib cin niforme del


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decir, ausencia de tensiones internas y con una distribucin uniforme delcarbono.

TRATAMIENTOS TERMOQUMICOS DE LOS


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QMETALES

a) Cementacinb) Nitruracinc) Cianuracin o carbonitruracind) Sulfinacin

Mediante este tipo de tratamientos, el metal sufre procesos decalentamiento y enfriamiento y se vara la composicin qumicasuperficial de los aceros, adicionando otros elementos para mejorarlas propiedades en la superficie, principalmente la dureza oresistencia a la corrosin, sin modificar otras propiedades esencialestales como ductilidad.



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QMETALES

Cementacin

Consiste en aumentar la cantidad de carbono de la capaexterior de los aceros. Se mejora la dureza superficial y laresilencia. Se aplica a piezas que deben ser resistentes a golpesy la vez al desgaste. Se aplica a los aceros.

Nitruracin

Consiste en endurecer la superficie de los aceros y fundiciones.Las durezas son elevadas y tienen alta resistencia a lacorrosin. El componente qumico aadido es nitrgeno, que seobtiene del amoniaco.



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METALES

Cianuracin o carbonitruracin

Se trata de endurecer la superficie del material introduciendocarbono y nitrgeno. Es una mezcla de cementacin ynitruracin. La temperatura es intermedia entre la utilizadapara la cementacin y la nitruracin, que es mucho menor queaquella. Se aplica a los aceros.

Sulfinacin

Se trata de introducir en la superficie del metal azufre,nitrgeno y carbono en aleaciones frricas y de cobre. Seaumenta la resistencia al desgaste, favorecer la lubricacin ydisminuir el coeficiente de rozamiento.


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