Conceptos Esenciales de Deformación y Tratamientos Térmicos en Metales
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Deformación de Materiales Metálicos
Diferencia entre Deformación Elástica y Plástica
La deformación elástica permite que un material, al ser estirado, regrese a su estado natural una vez que la fuerza se retira. En contraste, la deformación plástica implica que el material, al estirarse, retiene la nueva forma y no vuelve a su estado original.
Deslizamiento Cristalino y Bandas de Deslizamiento
El deslizamiento cristalino consiste en el movimiento de un fragmento de cristal sobre otro, siguiendo planos cristalográficos específicos que se denominan bandas de deslizamiento.
¿Qué es una Dislocación?
Según Taylor, las redes cristalinas no son perfectas, sino que contienen irregularidades lineales que se denominan dislocaciones.
Consecuencias de las Dislocaciones en un Cristal
La presencia de dislocaciones en un cristal puede influir en la inclusión de átomos extraños en la red de las soluciones sólidas, afectando así sus propiedades.
¿Qué es una Banda de Deslizamiento?
Las bandas de deslizamiento son zonas donde ocurre la deformación plástica. La apariencia de cristales y espacios fragmentados en estas bandas puede indicar que el metal está experimentando una deformación severa y podría estar cerca de la fractura.
Diferencia entre Maclaje y Deslizamiento
El deslizamiento implica la traslación de un plano atómico en relación con otros. El maclaje es otro modo de deformación plástica que ocurre mediante el deslizamiento de planos contiguos en desplazamientos variables, resultando en una reorientación de la red cristalina.
Fenómenos de Endurecimiento y Recuperación
¿En qué Consiste el Fenómeno de Acritud?
El fenómeno de acritud, o endurecimiento por deformación en frío, produce un aumento de la dureza y resistencia a la tracción de los metales, a costa de una disminución de su plasticidad y tenacidad.
Efecto del Calentamiento en Materiales Deformados en Frío
El aumento de temperatura en un metal deformado en frío acelera la restauración, ya que incrementa la energía cinética de los átomos y sus distancias interatómicas, facilitando así su movimiento.
Definición de Recristalización
La recristalización consiste en transformar los granos alargados de un metal que ha sufrido una deformación en frío en granos equiaxiales o poliédricos. Esto se logra calentando el material por encima de una temperatura mínima determinada para cada metal o aleación; para el acero, esta temperatura suele oscilar entre 600 y 700 °C.
Características de la Recristalización y su Diferencia con la Restauración
- La recristalización se diferencia de la restauración en que el tiempo no ejerce ninguna influencia en su proceso. Por lo tanto, si la temperatura no es suficientemente elevada, la recristalización no se producirá, por mucho tiempo que el metal permanezca en ella.
- Además, la recristalización implica una reconstrucción total de la estructura micrográfica del metal, lo que le permite recuperar completamente sus propiedades mecánicas iniciales.
¿Qué es la Restauración?
La restauración es un proceso que contribuye a eliminar o, al menos, disminuir las tensiones residuales en un material deformado en frío.
¿En qué Consiste el Fenómeno de Envejecimiento?
El fenómeno de envejecimiento se debe a la acción de los átomos de carbono y nitrógeno, cuya difusión es muy lenta a temperatura ambiente, pero alcanza su máximo entre 200 y 300 °C. Este efecto se observa únicamente en el hierro no técnicamente puro y en el acero.
Principales Tratamientos Térmicos del Acero
Tratamientos Térmicos: Temple
El temple es un tratamiento térmico que busca endurecer completamente una pieza de acero. Consiste en calentar el acero a aproximadamente 900 °C y enfriarlo bruscamente en un medio como agua, aceite o agua salada, agitando constantemente.
Tratamientos Térmicos: Normalizado
El normalizado consiste en calentar el acero a una temperatura de aproximadamente 900 °C y dejarlo enfriar lentamente al aire. La razón es devolverlo a un estado más natural y homogéneo. (La descripción "se calienta la olla con carbón y se tapa con mantas" es una forma rudimentaria o analógica de describir un enfriamiento lento).
Tratamientos Térmicos: Revenido
El revenido es un proceso que se aplica generalmente después del temple. Consiste en calentar el acero a una temperatura inferior (aproximadamente 600 °C, aunque varía según el acero y la dureza deseada) y luego enfriarlo bruscamente en agua o aceite. Su función es reducir la fragilidad y las tensiones internas generadas por el temple, "acomodando" las partículas que quedaron en tensión.
Tratamientos Térmicos: Recocido
El recocido se utiliza para ablandar aceros, especialmente aquellos con endurecimientos superficiales. Consiste en calentar el acero y dejarlo enfriar muy lentamente, generalmente dentro del horno. También se realiza el recocido para preparar el material antes de procesos como la soldadura, mejorando su maquinabilidad y reduciendo tensiones.
Tipos Especiales de Aceros
Aceros Refractarios
Un acero refractario es un tipo de acero diseñado para trabajar eficientemente a altas temperaturas.