DEFORMACION Y RESISTENCIA DE LOS

MATERIALES, ACEROS ALEADOSJOSE LUIS

TELLOC.I. 9759609

INTRODUCCIÓN

Los procesos de deformación de metales aprovechan las propiedades de flujo plástico del material a medida que es deformado para producir la forma deseada. |

El material se deforma a temperaturas que están por encima de la temperatura de res cristalización.  Esto permite que la pieza pueda ser deformada a un nivel más alto que si se trabajara al frío.

El éxito del proceso depende de la habilidad de controlar las condiciones térmicas.

El material se deforma a temperaturas que están por debajo de la temperatura de res cristalización.  Esto resulta en un proceso más barato que si se trabajara al caliente.  Usualmente la temperatura de operación es la temperatura ambiente.

Las propiedades del material se afectan cuando son trabajados al frío.  Por lo tanto es necesario que el diseñador conozca el impacto del cambio que sufre la pieza en sus propiedades en las condiciones de operación de la pieza.

Algunos procesos llevados a cabo al frío| forjadura || deformación con rodillos || extrusión |

Las Deformaciones del Material pertenecen al grupo de las denominadas lesiones mecánicas. Son consecuencia de proceso mecánicos, a partir de fuerzas externas o internas que afectan a las características mecánicas de los elementos constructivos.

En el caso de las deformaciones, son una primera reacción del elemento a una Fuerza externa, al tratar de adaptarse a ella.

DEFORMACIÓN DE LOS MATERIALES

DEFORMACIÓN

La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica. Tanto para la deformación unitaria como para el tensor deformación se puede descomponer el valor de la deformación en:

Deformación Plástica, irreversible o permanente. Modo de deformación en que el material no regresa a su forma original después de retirar la carga aplicada. Esto sucede porque, en la deformación plástica, el material experimenta cambios termodinámicos irreversibles al adquirir mayor energía potencial elástica. La deformación plástica es lo contrario a la deformación reversible.

Deformación Elástica, reversible o no permanente, el cuerpo recupera su forma original al retirar la fuerza que le provoca la deformación. En este tipo de deformación, el sólido, al variar su estado tensional y aumentar su energía interna en forma de energía potencial elástica, solo pasa por cambios termodinámicos reversibles.

BASES ATÓMICAS DEL COMPORTAMIENTO ELÁSTICO

■ El valor de r que corresponde al mínimo de energía potencial, es la separación de equilibrio entre dos átomos, d0 . La fuerza neta es cero en d0 y un desplazamiento en cualquier dirección provocará la acción de fuerzas que restauren el equilibrio. ■ Los átomos en una estructura cristalina tienden a estar arreglados en un patrón definido con respecto a sus vecinos. ■ Las deformaciones macroscópicas elásticas, son el resultado de un cambio en el espacio interatómico. La deformación macroscópica en una dirección dada ( l - l0 )/ l0 , es igual al cambio fraccionario promedio en el espacio interatómico en esa dirección (d – d0 ) / d0 . De esta manera se demuestra fácilmente que el módulo de Young E, es proporcional a la pendiente de la curva de fuerza Condon-Morse en el valor d0 o alternativamente, a la curvatura de la curva potencial de Condon-Morse en el mismo valor de separación interatómica.

La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.

DEFORMACIÓN PLÁSTICA

FRACTURA

Se puede definir a la Fractura como la culminación del proceso de deformación plástica. En general, se manifiesta como la separación o fragmentación de un cuerpo sólido en dos o más partes bajo la acción de un dado estado de cargas.

Vista en Perspectiva. Puede verse la deformación típica de copa y cono para falla dúctil en el diámetro mayor, acompañada de estrías "chevrons" que indican el lugar desde donde se propagan las grietas. El sector 1 muestra el primer plano de propagación de falla, a velocidad media. El sector 2, por su baja rugosidad, indica una rápida propagación de las grietas. En el sector 3, se puede observar una alta rugosidad en el material libre de corrosión, que falló por sobrecarga en tensión al final.

Superficies dejadas por diferentes tipos de fractura. a) Fractura dúctil, b) Fractura moderadamente dúctil, c) Fractura frágil sin deformación plástica

TIPOS DE FRACTURAS

Se da el nombre de aceros aleados a los aceros que además de los cinco elementos: carbono, silicio, manganeso, fósforo y azufre, contienen también cantidades relativamente importantes de otros elementos como el cromo, níquel, molibdeno, etc., que sirven para mejorar alguna de sus características fundamentales. También puede considerarse aceros aleados los que contienen alguno de los cuatro elementos diferentes del carbono que antes hemos citado, en mayor cantidad que los porcentajes que normalmente suelen contener los aceros al carbono, y cuyos límites superiores suelen ser generalmente los siguientes: Si=0.50%; Mn=0.90%; P=0.100% y S=0.100%.

Utilizando aceros aleados es posible fabricar piezas de gran espesor, con resistencias muy elevadas en el interior de las mismas. En elementos de máquinas y motores se llegan a alcanzar grandes durezas con gran tenacidad. Es posible fabricar mecanismos que mantengan elevadas resistencias, aún a altas temperaturas. Hay aceros inoxidables que sirven para fabricar elementos decorativos, piezas de maquinas y herramientas, que resisten perfectamente a la acción de los agentes corrosivos. Es posible preparar troqueles de formas muy complicadas que no se deformen ni agrieten en el temple, etc.

ACEROS ALIADOS

TIPOS DE ACEROS ALEADOS

I) Aceros de baja aleación (elementos aleantes < 5%)II) Aceros de alta aleación (elementos aleantes > 5%)

CLASIFICACIÓN

Aceros de gran resistenciaAceros de cementaciónAceros de muelles Aceros indeformables

Aceros de construcción:Aceros de gran resistencia Aceros de cementaciónAceros para muellesAceros de nitruraciónAceros resistentes al desgasteAceros para imanesAceros para chapa magnéticaAceros inoxidables y resistentes al calor

Aceros de herramientas:Aceros rápidosAceros de corte no rápidosAceros indeformablesAceros resistentes al desgasteAceros para trabajos de choqueAceros inoxidables y resistentes al calor.

CARACTERISTICAS DE LOS ACEROS ALEADOS

La mejora de propiedades de los aceros aleados se muestra a continuación, con respecto a los aceros al carbono: resistencia, dureza, tenacidad, resistencia al desgaste, templabilidad y resistencia en caliente. Para alcanzar esas mejores propiedades el acero puede necesitar un tratamiento térmico.

NOMECLATURA

CONCLUSION

Cabe resaltar la importancia de que tiene la mesclas de los componente que forma la aleaciones para ayudar en el ahorro en cuanto al tratado, manejo, elaboración o fabricación de piezas o componentes de gran utilidad en todas las aéreas de la ingeniería, ya que el progreso y el avance tecnológico vas siempre ala vanguardia con el día a día .

Esto cada vez nos exige mas y mas en nuestro aprendizaje y en la actualización de nuestro conocimientos con nuevas técnicas y métodos en cuanto a la importancia que tiene el manejo adecuado y la utilización de los materiales.

José Luis Tello