CONFORMADO
Paula A. Rojas.
Conformado Todos los procesos que permiten cambiar la forma de una material en estado sólido mediante DEFORMACIÓN PLÁSTICA.
Objetivos del conformado: Cambiar la forma de un material sólido. Mejorar las propiedades del material mediante cambios microestructurales.
Conformado DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Ensayo de Tracción • Para conocer las cargas que pueden soportar los materiales, se efectúan ensayos para medir su comportamiento en distintas situaciones. • El ensayo destructivo más importante en este sentido es el ensayo de tracción. tracción La máquina de ensayo consistente de dos mordazas, una fija y otra móvil. Se procede a medir la carga mientras se aplica el desplazamiento de la mordaza móvil.
Conformado DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Ensayo de Tracción • Las curvas tienen una primera parte lineal llamada zona elástica, elástica esta zona limita con la zona plástica en el punto de fluencia. fluencia
• Analizando las probetas después de rotas, es posible medir dos parámetros: El alargamiento final Lf y el diámetro final Df , que nos dará el área final Af.
Conformado DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Ensayo de Tracción Los parámetros de alargamiento y el área se expresan como: • PORCENTAJE DE REDUCCIÓN DE ÁREA, %RA • PORCENTAJE DE ALARGAMIENTO, %∆ L. % R A=
x 100 %
∆L =
Ambos parámetros son las medidas normalizadas que definen la ductilidad del material, material que es la capacidad para fluir, es decir, la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse.
x 100.
Conformado DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Ensayo de Tracción A partir de los valores obtenidos en el gráfico Fuerza-Desplazamiento, se puede obtener la curva Esfuerzo-Deformación σ - ε (ingenieriles).
Aleación metálica
Cerámico
Polímero
Endurecimiento por deformación
Conformado DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Ensayo de Tracción Esfuerzo ingenieril: Razón entre la carga aplicada y la sección transversal original, A0.
Deformación ingenieril: ingenieril Razón del cambio en la longitud con respecto a la longitud original, L0.
Esfuerzo real: Razón entre la carga aplicada y la sección transversal instantánea, Ai, sobre la que ocurre la deformación.
Deformación real: real Logaritmo natural entre la longitud instantánea, Li., y la inicial.
Curva esfuerzo deformación ingenieril.
Conformado DEFORMACIÓN PLÁSTICA: Ensayo de Compresión • En la curva esfuerzo deformación ingenieril no hay máximo debido a que no se produce estrición. • El modo de fractura no es el mismo que en tracción.
La deformación en metales y aleaciones metálicas puede producirse bajo cargas de: •TRACCIÓN •COMPRESIÓN •TORSIÓN
Conformado Según los esfuerzos aplicados, las operaciones de conformado pueden clasificarse en: Procesos de compresión directa. Forja, laminación. Procesos de compresión indirecta. Trefilado, extrusión, embutido. Procesos de tracción. Estirado
Conformado
Según si se produce o no la recristalización, los procesos de conformado se clasifican en procesos en caliente y en frío.
Conformado Conformado en caliente
Se define como trabajado en caliente a la deformación que se realiza bajo condiciones de temperatura y velocidad de deformación tales que el material no se endurece por deformación.
En el trabajo en caliente el endurecimiento por deformación es eliminado muy rápidamente por la formación de nuevos granos libres de deformación como resultado de la recristalización. Es posible lograr deformaciones muy grandes debido a que la recristalización es simultánea a la deformación. También la energía requerida para el trabajo es mucho menor para las operaciones en caliente que para el trabajo en frío.
Conformado RECRISTALIZACIÓN
Conformado RECRISTALIZACIÓN Temperatura de Recristalización: No es única ni siquiera para materiales puros, es función de distintas variables de procesamiento: % de trabajo en frío, tamaño de grano inicial, grado y tipo de aleación.
Metal
Tº F (ºC)
Tº R (ºC)
Pb
327
< T ambiente
Zn
420
< T ambiente
Al
660
150
Mg
650
200
Au
1064
200
Cu
1085
200
Fe
1538
450
Mo
2610
900
W
3410
1200
Laminación (Rolling) Proceso de deformación más ampliamente usado industrialmente. Consiste pasar material entre rodillos los cuales ejercen un esfuerzo compresivo reduciendo el espesor del material. Puede ser desarrollada tanto en frío como en caliente.
( a) - laminador duo; ( b) - laminador duo reversible; (c) - laminador trio; (d) - laminador quádruo, (e) - laminador Sendzimir e ( f ) laminador universal.
Laminación Características de la laminación en frío • Endurecimiento durante la deformación. • Excelentes tolerancias dimensionales y acabados superficiales. • Método de bajo costo para la producción de piezas pequeñas. • Ductilidad, conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión se reducen mediante los procesos de laminación en frío. • Puede generarse comportamiento anisotrópico y esfuerzos residuales.
Para producir mayores deformaciones en un material conformado en frío es necesario realizar ciclos de trabajo en frío-recocido.
Laminación Tratamiento térmico de RECOCIDO • Ciclo de calentamiento hasta una temperatura previamente definida en la que se mantiene por un determinado tiempo el material y luego se enfría lentamente. •Etapas: Recuperación Recristalización y Crecimiento de grano.
Laminación Características de la laminación en caliente • No se produce endurecimiento durante la deformación (la cantidad de deformación plástica es casi ilimitada). • Algunos defectos de fundición en el material, pueden ser eliminados o minimizados sus efectos (porosidad, heterogeneidades químicas). • Los acabados superficiales son de menor calidad con respecto a la laminación en frío debido a la oxidación superficial (depende del material). • La precisión dimensional es menor que en el proceso en frío debido a que el metal se contrae durante el enfriamiento.
Laminación (Rolling) • Parámetros de laminación. •
Resistencia del material a la deformación plástica, que es función de la temperatura y las velocidad de deformación.
•
Fricción
•
Diámetro del rodillo.
•
Presencia de un frente de tensión en el plano de la chapa.
Procesos
• Fusión • Conformado
Aplicaciones
Estructura
Propiedades
• Atómica
• Químicas
• Cristalina
• Físicas
• Granular
• Mecánicas