¿Cuál es la razón del endurecimiento por deformación?

Hola,

La dislocación del borde es una de las imperfecciones en la red cristalina (defecto de línea). Durante el proceso de trabajo en frío, el número de dislocaciones aumenta, por lo que la entalpía de la red también aumenta, lo que resulta en una mayor orientación aleatoria entre los planos atómicos. Debido a la orientación aleatoria de estos planos, el movimiento de la dislocación se detiene y se desliza (los planos en los que se produce la dislocación) se detiene. Por lo tanto, no se permitirá que el metal tenga más deformación antes de la fractura, en otras palabras, podemos decir que aumenta la resistencia a la deformación permanente. Entonces aumentará la resistencia y la dureza del material. La ductilidad disminuirá y la fragilidad aumentará. Este aumento en la resistencia y la dureza debido al trabajo en frío se conoce como endurecimiento por deformación o endurecimiento por trabajo.

Después del límite de rendimiento, hay una región en la que el estrés sigue aumentando para causar deformaciones adicionales. Esta región donde se necesita mucha tensión para causar más deformaciones se llama endurecimiento por deformación, que es una forma de endurecimiento del material a través de la deformación plástica.

Es la región entre el límite de rendimiento y la fuerza máxima. Las diversas dislocaciones del movimiento actual se enredan o se entrelazan con otras dislocaciones dando lugar a una situación en la que el movimiento de las dislocaciones se vuelve más difícil. Esto conduce al endurecimiento del material y resiste una mayor deformación.

También se llama trabajo en frío, ya que si este proceso se realiza a bajas temperaturas, evitaría que los átomos volvieran a sus posiciones. A temperaturas más altas, los átomos adquieren suficiente energía cinética para poder moverse fácilmente.

Por lo tanto, el fortalecimiento del material obtenido podría perderse o disminuir a temperaturas más altas.

En la aplicación de carga en un material dado, después de alcanzar el límite de elasticidad, no es posible la recristalización.

Los átomos se dislocan. (La longitud de la muestra de prueba aumenta y el ancho disminuye, se producen fenómenos de cuello)

A medida que la distancia átomo a átomo disminuye debido a la razón anterior, ofrece una resistencia cada vez mayor, por lo que debemos aplicar gradualmente más carga / fuerza para deformar aún más la muestra. Este fenómeno se conoce como endurecimiento por deformación (aumento de la fuerza debido a la deformación producida como resultado de la carga aplicada inicialmente)

Esto se puede entender mejor en el diagrama de estrés vs deformación.

El fenómeno del endurecimiento por deformación está relacionado con la deformación plástica del material. Existen algunos defectos en el cristal. Cuando aplicamos fuerza, los átomos se estiran y las dislocaciones se deslizan. A medida que seguimos aumentando el estrés, las dislocaciones se acumulan. Cuando estas dislocaciones acumuladas no se mueven más, el material no se deforma. Para deformar más el material, tenemos que dar energía en forma de temperatura o más fuerza para que las dislocaciones superen estas acumulaciones. Esta situación se denomina endurecimiento por deformación.

La densidad de dislocación en un metal aumenta con la deformación o el trabajo en frío, debido a la multiplicación de la dislocación o la formación de nuevas dislocaciones, como se señaló anteriormente. En consecuencia, la distancia promedio de separación entre dislocaciones disminuye: las dislocaciones se colocan más juntas. En promedio, las interacciones dislocación-dislocación de tensión son repulsivas. El resultado neto es que el movimiento de una dislocación se ve obstaculizado por la presencia de otras dislocaciones. A medida que aumenta la densidad de dislocación, esta resistencia al movimiento de dislocación por otras dislocaciones se vuelve más pronunciada. Por lo tanto, el esfuerzo impuesto necesario para deformar un metal aumenta con el aumento del trabajo en frío.

La causa principal del endurecimiento por deformación se debe al cambio en la estructura cristalina. Si recuerda el diagrama de deformación por tensión si excede la tensión del punto de fluencia, entonces hay una deformación permanente. A medida que excede el punto de fluencia, el cristal se reorienta a sí mismo para proporcionar una resistencia mucho mayor para evitar la rotura del material, por lo que el endurecimiento por deformación se produce porque los cristales se reorientan por sí mismos y no pueden relajarse, ya que han excedido el punto de fluencia.

El endurecimiento por deformación ocurre en la región plástica. Cuando aplicamos fuerza sobre el material, se alarga y aumenta su longitud y disminuye su ancho. Debido a esta distancia de centro a centro entre un átomo y un átomo, disminuye y aumentan las fuerzas de atracción entre el átomo y el átomo. Este fenómeno se llama endurecimiento por deformación.

Cuando el metal se forma en estado frío, no hay recristalización de los granos, por lo que no se produce la recuperación de la dislocación o fragmentación del grano, ya que la deformación del grano continúa. La mayor resistencia a esta acción da como resultado una alta dureza y resistencia, el metal se llama endurecido por deformación.

La razón es que se debe a un deslizamiento que hace que los elementos del átomo se tiren y se concentren, lo que destruye la uniformidad de la red espacial y la acumulación provoca el endurecimiento que ocurre durante el período en el que se aplica una tensión más allá del límite elástico

Básicamente se debe a los movimientos de dislocación y la generación de dislocación dentro de la estructura cristalina del material. Cuando se produce una tendencia a la dislocación, necesitamos un exceso de energía ti para aplicar en el sistema, es decir, llamado endurecimiento por deformación.