ENDURECIMIENTO por DEFORMACION en frio
Summary
TLDREste vídeo explica el fenómeno de endurecimiento por deformación en metales. Se describe cómo la dureza y resistencia de los metales aumentan con la deformación, demostrando la diferencia entre la deformación elástica reversible y la plástica permanente. A través de ensayos de tracción, se ilustra cómo la curva de tensión de formación varía, mostrando un aumento en el límite elástico después de deformaciones previas. Además, se discute la influencia de la temperatura en el endurecimiento, destacando la diferencia entre el conformado en frío y en caliente, y cómo la temperatura de recristalización afecta el proceso.
Takeaways
- 🔧 La mayoría de los metales aumentan su dureza y resistencia cuando se deforman, un efecto conocido como endurecimiento por deformación.
- 📈 En un ensayo de tracción, la relación entre tensión aplicada y deformación producida muestra dos zonas: elástica y plástica.
- 🔄 La deformación elástica es reversible, mientras que la plástica es permanente al superar cierto límite de tensión, llamado límite elástico.
- 📊 La curva tensión de formación ingenieril se calcula considerando el área de la sección inicial de la probeta.
- ➡ La curva real o verdadera se obtiene considerando el área de la sección transversal en cada instante, lo que indica una relación creciente entre tensión y deformación.
- 🔁 Al realizar un ensayo de tracción interrumpido y repetirlo, el límite elástico aumenta, requiriendo una fuerza mayor para iniciar la deformación plástica.
- 📉 El endurecimiento por deformación reduce la ductilidad y tenacidad del material, lo que se refleja en una curva de tensión de formación menos creciente.
- 🔢 La ecuación de Hollomon relaciona la tensión real con la deformación real a través de un coeficiente de endurecimiento por deformación (n).
- 🌡 El endurecimiento por deformación ocurre en procesos de deformación a frío, mientras que a altas temperaturas, como por encima de la temperatura de recristalización, el material no endurece por deformación.
- 🔥 El conformado en caliente se lleva a cabo por encima de la temperatura de recristalización, donde la curva tensión de formación es plana, permitiendo deformaciones mayores sin incrementar la fuerza.
Q & A
¿Qué es el endurecimiento por deformación?
-El endurecimiento por deformación es un fenómeno en el que la dureza y la resistencia de un metal aumentan al ser deformado plásticamente.
¿Qué diferencia hay entre la deformación elástica y la deformación plástica?
-La deformación elástica es reversible al cesar la carga, mientras que la deformación plástica es permanente y ocurre cuando se supera el límite elástico del material.
¿Cómo se obtiene la curva tensión-deformación real?
-La curva tensión-deformación real se obtiene teniendo en cuenta el área de la sección transversal de la probeta en cada instante de tiempo y la deformación instantánea, lo que permite una representación más precisa en la zona plástica.
¿Qué ocurre cuando se interrumpe un ensayo de tracción antes de la rotura?
-Al interrumpir un ensayo de tracción antes de la rotura y descargar la probeta, se produce una recuperación elástica, dejando una deformación plástica residual en el material.
¿Cómo cambia el límite elástico después de someter el material a deformación plástica?
-Después de someter el material a deformación plástica, su límite elástico aumenta, lo que significa que se requiere una mayor tensión para iniciar una nueva deformación plástica en ensayos posteriores.
¿Qué efecto tiene el endurecimiento por deformación en la ductilidad y la tenacidad del material?
-El endurecimiento por deformación incrementa la resistencia y el límite elástico del material, pero reduce su ductilidad y tenacidad, lo que lo hace menos capaz de deformarse sin romperse.
¿Qué relación tiene la inclinación de la curva plástica con el endurecimiento por deformación?
-Cuanto mayor sea la inclinación de la curva en la zona plástica, mayor será el endurecimiento por deformación del material, ya que indica que se requiere más fuerza para continuar la deformación.
¿Qué es el coeficiente n en la ecuación de Hollomon?
-El coeficiente n en la ecuación de Hollomon es el coeficiente de endurecimiento por deformación. Cuanto mayor sea su valor, mayor será el endurecimiento que experimenta el material durante la deformación plástica.
¿Por qué el endurecimiento por deformación no ocurre a altas temperaturas?
-El endurecimiento por deformación no ocurre a altas temperaturas porque, a medida que aumenta la temperatura, la curva tensión-deformación se vuelve menos creciente y el valor de n disminuye, lo que indica un menor endurecimiento.
¿Qué diferencia existe entre el conformado en frío y el conformado en caliente?
-El conformado en frío ocurre por debajo de la temperatura de recristalización del material, lo que permite el endurecimiento por deformación. El conformado en caliente se realiza por encima de esta temperatura, donde el material no experimenta endurecimiento por deformación, permitiendo mayores deformaciones.
Outlines
🔧 Endurecimiento por deformación en metales
Este párrafo explica el fenómeno del endurecimiento por deformación en metales, donde la dureza y resistencia aumentan con la deformación. Se describe el ensayo de tracción y cómo la curva de tensión-deformación muestra dos zonas: elástica y plástica. La deformación elástica es reversible, mientras que la plástica es permanente. Se detalla cómo la curva ingenieril se calcula y cómo la curva real se obtiene considerando el área de la sección transversal en cada instante. Se menciona que al realizar ensayos de tracción y detenerlos antes de la rotura, se puede observar un aumento en el límite elástico en los ensayos subsecuentes, lo que indica un endurecimiento del material. Además, se discute cómo la curva de tensión-deformación real es importante para entender el estado de endurecimiento del material y su capacidad de deformarse plásticamente.
🌡 Diferencia entre conformado en frío y caliente
El segundo párrafo aborda la diferencia entre el conformado en frío y caliente en metales. Se explica que el endurecimiento por deformación ocurre en frío, mientras que el conformado caliente se realiza por encima de la temperatura de recristalización, donde la capacidad de endurecer disminuye. Se menciona que la temperatura de recristalización varía según el material y que algunos metales, como el plomo, el estaño y el zinc, pueden deformarse en caliente incluso a temperatura ambiente. Se destaca la importancia de entender estos procesos para la fabricación de piezas complejas y cómo la temperatura afecta la curva de tensión-deformación, haciendo que la curva sea plana en conformado caliente, lo que permite mayores deformaciones sin incrementar la fuerza aplicada.
Mindmap
Keywords
💡Endurecimiento por deformación
💡Deformación plástica
💡Límite elástico
💡Curva tensión-deformación
💡Conformado en frío
💡Conformado en caliente
💡Coeficiente de endurecimiento por deformación (n)
💡Ensayo de tracción
💡Deformación elástica
💡Temperatura de recristalización
Highlights
La mayoría de los metales aumentan su dureza y resistencia al deformarse, un efecto conocido como endurecimiento por deformación.
El ensayo de tracción muestra la relación entre tensión aplicada y deformación producida en un material dúctil.
La curva tensión de formación tiene dos zonas: elástica y plástica, donde la deformación elástica es reversible y la plástica no.
La deformación plástica es permanente y se produce al superar el límite elástico del material.
La curva ingenieril se calcula considerando el área de la sección inicial de la probeta y su longitud inicial.
La curva real o verdadera se obtiene considerando el área de la sección transversal en cada instante de tiempo.
El ensayo de tracción interrumpido muestra que la recuperación elástica sigue una trayectoria paralela a la zona elástica.
Al repetir el ensayo de tracción, se observa que el límite elástico aumenta, indicando una mayor resistencia al inicio de la deformación plástica.
El material muestra una reducción en su ductilidad y tenacidad después de etapas de deformación, lo que es un signo del endurecimiento por deformación.
La curva tensión de formación real del material es importante para entender su estado de endurecimiento y su capacidad de deformación.
El coeficiente de endurecimiento por deformación (n) se relaciona con la tensión real y la deformación real mediante la ecuación de Hollomon.
Un mayor valor de n indica un mayor endurecimiento por deformación del material.
El endurecimiento por deformación ocurre en procesos de deformación en frío, no en caliente.
La fabricación a altas temperaturas permite deformar el material hasta límites mayores, lo que se llama conformado en caliente.
La temperatura de recristalización es diferente para cada material y es crucial para determinar si un proceso es de conformado en frío o en caliente.
Materiales como el plomo, el estaño o el zinc no pueden endurecer por deformación, ya que su temperatura de recristalización es inferior al ambiente.
La temperatura de recristalización influye en la curva tensión de formación, lo que a su vez afecta la capacidad de deformación del material.
Transcripts
sabías que la mayoría de los metales
incrementan su dureza y resistencia
cuando se deforman este efecto se conoce
como endurecimiento por deformación y te
lo explico en este vídeo
empecemos sabemos del ensayo de tracción
de un material que existe una relación
entre la tensión aplicada y la
deformación producida para un metal
dúctil la curva tensión de formación
muestra dos zonas la región elástica y
la zona plástica recordad que la
deformación elástica es reversible tras
el cese de la carga mientras que la
deformación plástica producida al
superar cierto límite de tensión en el
material llamado límite elástico es
permanente esta curva es la curva a
tensión de formación ingenieril
calculada teniendo en cuenta el área de
la sección inicial de la probeta y la
longitud inicial tal y como vimos en un
vídeo anterior la curva que representa
la relación entre tensiones y
deformaciones de manera más precisa en
la zona prática es la curva real o
verdadera se obtiene teniendo en cuenta
el área de la sección transversal de la
probeta en cada instante de tiempo la
cual va reduciéndose y la deformación
instantánea calculándose a partir de la
curva ingenieril con las expresiones
siguientes en este vídeo trabajaremos
con la curva real que siempre es
creciente lo que indica que aunque el
área transversal de la probeta sea cada
vez más pequeña la fuerza necesaria para
continuar deformándose
realicemos el ensayo de tracción pero
parando a mitad de camino sin llegar a
la rotura si se descarga la probeta se
produce una recuperación elástica
siguiendo una trayectoria paralela a la
zona elástica es decir la deformación
final del material es correspondiente a
la deformación plástica a continuación
decidimos volver a realizar el ensayo
con esta misma probeta interrumpiendo de
nuevo antes de llegar a la rotura si
comparamos ambas curvas Se observa
diferencia notable ya que el límite
elástico de la probeta en el segundo
ensayo es muy superior al inicial Es
decir para iniciar la deformación
plástica ahora es necesario alcanzar un
nivel de tensión superior se requiere
una fuerza mayor podríamos volver a
realizar el ensayo ya hasta la rotura
experimentando el mismo efecto de nuevo
el límite elástico ha sido
incrementado sin embargo esta probeta
que hemos sometido a tracción en tres
etapas es del mismo material cuya curva
tensión de formación ha sido
representada
inicialmente si comparamos la curva
inicial realizada en un solo paso con
esta última obtenida después de las dos
etapas de deformación previas nos cuesta
pensar que puedan pertenecer al mismo
material la curva inicial ha alcanzado
una deformación grande el material tiene
capacidad de deformarse es dúctil en
cambio la otra curva representa un
material sin apenas capacidad de
deformación la conclusión que extraemos
es que después de las etapas de
deformación El material ha incrementado
su límite elástico es decir su
resistencia ser ha deformado
plásticamente pero a cambio reduce su
ductilidad y su tenacidad este efecto es
conocido como endurecimiento por
deformación O acritud de hecho si
juntamos las curvas 1 2 y 3 del ensayo
interrumpido obtenemos la curva tensión
de formación Real del principio por eso
esta curva es tan importante Ya que nos
muestra En qué estado de endurecimiento
quedaría el material para cada
deformación sometida conociendo su nuevo
límite elástico y la deformación que
queda por delante hasta llegar a la
rotura esto es muy importante a la hora
de fabricar Ya que en función de cómo
haya sido procesado el material y la
deformación que pueda traer de previos
procesos su comportamiento será
diferente además la curva nos muestra la
capacidad que tiene el material de
endurecer por deformación este efecto
será más destacable cuanto mayor
inclinación muestre la zona plástica la
curva se ajusta normalmente con la
ecuación de hollomon que relaciona la
tensión real con la deformación Real
mediante una ley potencial donde la
deformación está elevada por el
coeficiente n llamado coeficiente de
endurecimiento por deformación cuanto
mayor sea el valor de n mayor será el
endurecimiento por deformación del
material y es que aquí entra en juego un
factor que hemos pasado por alto hasta
ahora la
temperatura el endurecimiento por
deformación se produce cuando los
procesos de deformación se realizan en
frío pero no ocurren caliente por este
motivo en la mayoría de ocasiones estos
procesos de fabricación se realizan a
altas temperaturas lo que permite
deformar el material hasta límites mucho
mayores fabricando piezas complejas es
muy importante entender con precisión la
diferencia entre conformado en frío y en
caliente realmente Qué significa
caliente esta distinción se hace A
partir de la temperatura de
recristalización del metal conforme Se
incrementa la temperatura la curva
tensión de formación se vuelve menos
creciente disminuye la n porque el
endurecimiento es inferior llamamos
conformado en caliente a aquel llevado a
cabo por encima de la temperatura de
recristalización del material donde
suceden dos fenómenos contrarios por un
lado el material sigue endureciéndolas
andamiento el resultado de este balance
es una curva tensión de formación plana
que indica que es posible continuar
deformando el material sin necesidad de
incrementar la fuerza alcanzando mayores
deformaciones la temperatura de
recristalización es distinta para cada
material e incluso es inferior al
ambiente para algunos como el plomo el
estaño o El zinc esto significa que
aunque el proceso se realice a
temperatura ambiente se trata de
conformado en caliente siendo materiales
que no pueden endurecer por
deformación con esta última curiosidad
Nos despedimos Gracias por elegir el
canal para aprender y recordad en el
saber nunca cabe la saciedad hasta
[Música]
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