3.2.4. POR DEFORMACIÓN

 POR DEFORMACIÓN 

El endurecimiento por deformación (también llamado endurecimiento en frío o por acritud) es el endurecimiento de un material por una deformación plástica a nivel macroscópico que tiene el efecto de incrementar la densidad de dislocaciones del material. A medida que el material se satura con nuevas dislocaciones, se crea una resistencia a la formación de nuevas dislocaciones y a su movimiento. Esta resistencia a la formación y movimiento de las dislocaciones se  manifiesta a nivel macroscópico como una resistencia a la deformación plástica.

En cristales metálicos, el movimiento de las dislocaciones es lo que produce la deformación plástica (irreversible) a medida que se propagan por la estructura del cristal. A temperaturas normales cuando se deforma un material también se crean dislocaciones, en mayor número de las que se aniquilan, y provocan tensiones en el  material, que impiden a otras dislocaciones el libre movimiento de estas. Esto lleva a un incremento en la resistencia del material y a la consecuente disminución en la ductilidad.

Tipos de endurecimiento por deformación

El proceso de endurecimiento por deformación ocurre cuando un metal se somete a deformación plástica, lo que significa que sufre un cambio permanente de forma. Existen diferentes tipos de endurecimiento por deformación que pueden ocurrir y cada uno de ellos tiene características únicas que lo hacen adecuado para aplicaciones o materiales específicos. 

1. Endurecimiento por trabajo en frío: El endurecimiento por trabajo en frío es el tipo más común de endurecimiento por deformación. Ocurre cuando un metal se deforma a temperaturas inferiores a su temperatura de recristalización. 

2. Endurecimiento por deformación dinámica: El endurecimiento por deformación dinámica ocurre cuando un metal se somete a altas tasas de deformación, como las que ocurren durante un impacto o explosión. El proceso también se conoce como endurecimiento por velocidad de deformación o sensibilidad a la velocidad de deformación. 

3. Recuperación: La recuperación es un proceso que ocurre durante el endurecimiento por deformación cuando el metal se calienta a una temperatura inferior a su temperatura de recristalización. El proceso hace que las dislocaciones se reorganicen, lo que reduce la densidad de las dislocaciones en el metal. Como resultado, el metal se vuelve más blando y dúctil. La recuperación se usa comúnmente en metales que están sujetos a endurecimiento por trabajo en frío, como el acero y el cobre.

4. Recristalización: La recristalización ocurre cuando un metal se calienta a una temperatura superior a su temperatura de recristalización. El proceso provoca la formación de nuevos granos, lo que reduce la densidad de las dislocaciones en el metal. Como resultado, el metal se vuelve más blando y dúctil. La recristalización se usa comúnmente en metales que están sujetos a endurecimiento por trabajo en frío, como el acero y el cobre.

5. Refinamiento de grano: El refinamiento de grano ocurre cuando se reduce el tamaño de los granos de un metal. El proceso hace que el metal se vuelva más fuerte y más dúctil. El refinamiento de grano se usa comúnmente en metales que están sujetos a endurecimiento por trabajo en frío, como el acero y el cobre.

Aplicaciones del endurecimiento por deformación en la industria

El fenómeno del endurecimiento por deformación se conoce desde hace siglos, pero no fue hasta el siglo XX que se convirtió en un factor importante en las aplicaciones industriales. Hoy en día, se utiliza ampliamente en diversas industrias, desde la aeroespacial hasta la automotriz, para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales. 

1. Trabajo en frío

El trabajo en frío es una de las aplicaciones más comunes del endurecimiento por deformación en la industria. Se trata de deformar el material a temperatura ambiente, lo que se traduce en un aumento de su resistencia y dureza. El trabajo en frío se utiliza en la fabricación de diversos productos, como alambres, tuberías y láminas de metal. Una de las ventajas del trabajo en frío es que se puede aplicar a una amplia gama de materiales, incluidos metales, plásticos y compuestos.

2. Granallado

El shot peening es un proceso que consiste en bombardear la superficie de un material con pequeñas bolas de metal o perdigones. Este proceso induce tensiones de compresión en la capa superficial del material, lo que mejora su vida a fatiga y su resistencia a la propagación de grietas. El granallado se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz, donde los componentes están sujetos a altas cargas cíclicas.

3. Perfilado

El perfilado es un proceso que implica pasar una lámina plana de metal a través de una serie de rodillos para crear la forma deseada. El proceso induce deformación plástica en el material, lo que resulta en un aumento de su resistencia y dureza. El perfilado se utiliza en la fabricación de diversos productos, como piezas de automóviles, armarios eléctricos y componentes estructurales.

4. Extrusión

La extrusión es un proceso que implica forzar un material a través de un troquel para crear la forma deseada. El proceso induce deformación plástica en el material, lo que resulta en un aumento de su resistencia y dureza. La extrusión se utiliza ampliamente en la fabricación de diversos productos, como perfiles de aluminio, tubos de plástico y sellos de caucho.

5. Soldadura

La soldadura es un proceso que consiste en unir dos piezas de material fundiéndolas en el punto de contacto. El proceso induce deformación plástica en el material, lo que resulta en un aumento de su resistencia y dureza. La soldadura se utiliza en diversas industrias, como la construcción, la automoción y la aeroespacial, para unir diferentes componentes.