¿Qué es el endurecimiento por deformación?

El endurecimiento por deformación es un proceso en el cual los metales se endurecen cuando se flexionan mecánicamente. El endurecimiento por deformación es un proceso que tiene lugar en la red cristalina de un material. Esta forma de endurecimiento es útil para aumentar la resistencia de los metales que no pueden endurecerse mediante tratamientos térmicos. Sin embargo, muchos metales y aleaciones que pueden endurecerse por calor también pueden endurecerse por deformación. El endurecimiento por deformación, también denominado endurecimiento por trabajo, puede aplicarse a propósito como un proceso de endurecimiento durante la formación de piezas o puede ocurrir involuntariamente durante el mecanizado o la operación anormal.

Antes del endurecimiento por deformación, los materiales exhiben típicamente una estructura cristalina sin defectos, distribuida uniformemente. Cuando el material está sometido a una tensión mecánica, se forman defectos microscópicos conocidos como dislocaciones en la estructura cristalina. Si el estrés continúa, estas dislocaciones se propagan e interactúan entre sí, formando nuevas estructuras internas que resisten la deflexión adicional. Estas formaciones, o puntos de fijación, aumentan la resistencia del rendimiento de los materiales o la capacidad de resistir el estrés, con una disminución posterior de la ductilidad o la suavidad. Una de las formas más comunes de iniciar intencionalmente el proceso de endurecimiento por deformación es enfriar piezas en forma.

Como se mencionó anteriormente, el endurecimiento por deformación puede ser un proceso deseable o indeseable. Cuando el endurecimiento del trabajo es un resultado final previsto, el trabajo en frío o la formación de piezas es una de las formas más efectivas de hacerlo. Esto es particularmente útil cuando se trabajan metales que no se pueden endurecer por calor. Estos incluyen acero con bajo contenido de carbono, aluminio y cobre puro. Cuando estos metales son comprimidos, estirados, doblados o martillados durante la formación, los esfuerzos involucrados inducen la formación de las dislocaciones cristalinas que endurecen el material.

El endurecimiento por deformación indeseable ocurre cuando los materiales dúctiles o blandos se mecanizan incorrectamente o se flexionan excesivamente durante sus ciclos de trabajo. Si, durante el mecanizado, la pieza está expuesta a cortes excesivamente profundos, la tensión resultante puede causar la formación de luxaciones cristalinas con el endurecimiento resultante. Este endurecimiento involuntario puede evitar un mecanizado adicional o incluso dañar las brocas de la herramienta. Cuando se mecanizan piezas dúctiles, las brocas de herramienta deben avanzarse con precaución para evitar que se produzca un endurecimiento por trabajo no deseado.

Las piezas de metal que se flexionan más allá de sus parámetros de diseño durante el trabajo regular también pueden experimentar un cierto grado de endurecimiento por deformación. Las pequeñas desviaciones dentro de esos parámetros son fácilmente absorbidas por un material que vuelve a su forma original sin ningún cambio en su estructura interna. Sin embargo, cuando se flexiona más allá de esos límites, comienza el proceso de formación de dislocación y el material se endurece. Esto provoca una resistencia resultante a cualquier flexión, lo que puede conducir a eventuales grietas o fracturas de la pieza.