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Questions and Answers
La zona plástica se caracteriza por que el material recupera su longitud inicial después de cesar el esfuerzo.
False
El coeficiente de resistencia es representado por la letra σ.
False
La tensión última es el punto en el que el material se rompe.
False
Un material dúctil tiene una distancia pequeña entre el límite elástico y el punto de ruptura.
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El exponente de endurecimiento por deformación es representado por la letra K.
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En la zona elástica, el esfuerzo es proporcional a la deformación unitaria.
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La deformación unitaria es representada por la letra σ.
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El material se deforma rápidamente en la zona plástica.
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El endurecimiento por deformación plástica hace que el metal se vuelva más blando.
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La deformación plástica se produce a una temperatura alta en comparación con la de fusión.
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Cuanto menor sea la deformación, mayor será la acritud.
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El recocido es un tratamiento térmico utilizado para endurecer metales.
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El criterio de Tresca se basa en la tensión tangencial mínima.
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El criterio de Von Mises es aceptable para materiales frágiles.
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El endurecimiento por deformación plástica se utiliza para fabricar cabezas de tornillo mediante laminado en frío.
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La deformación plástica no se produce en metales trabajados a temperatura ambiente.
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La temperatura de recristalización del plomo es de 150°C.
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El proceso de formación de nuevos granos a partir de granos ya existentes se llama deformación plástica.
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La temperatura de recristalización del aluminio es de 660°C.
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La temperatura de recristalización del tungsteno es de 200°C.
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La temperatura de recristalización del zinc es de 420°C.
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El molibdeno tiene una temperatura de recristalización de 2610°C.
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La energía de distorsión solo se debe al cambio de forma del material.
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La fórmula de la energía de distorsión es σequivalente = σ1 + σ2 + σ3.
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El trabajo total para realizar la deformación plástica de un material se puede expresar como Wtotal = WH + WF + WR.
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La temperatura no afecta la resistencia y el endurecimiento por deformación de un material.
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El trabajo en caliente requiere mayor esfuerzo que el trabajo en frío.
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La curva de fluencia es una representación válida del comportamiento esfuerzo-deformación durante la deformación plástica.
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El trabajo en frío produce peores acabados y tolerancias.
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El rozamiento y la distorsión interna no afectan el proceso de deformación plástica.
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El conformado en frío requiere un gran aporte de calor.
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El proceso de conformado en frío confiere propiedades direccionales.
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La fricción puede aumentar la precisión de las herramientas.
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Los lubricantes solo actúan como refrigerantes.
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El coeficiente de rozamiento se puede determinar de forma teórica.
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El fenómeno de adherencia se produce cuando el coeficiente de rozamiento es bajo.
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El conformado en frío requiere maquinas livianas y poco potentes.
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El proceso de conformado en frío reduce la resistencia del material.
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Los materiales sometidos a deformación plástica siempre se rompen.
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La deformación plástica solo se produce a alta temperatura.
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La anisotropía no afecta las propiedades mecánicas finales de los materiales.
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El proceso de conformado en frío siempre produce peores acabados y tolerancias.
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La deformación plástica solo se produce en materiales dúctiles.
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El proceso de deformación plástica no conlleva una modificación de la geometría del material.
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La energía de distorsión se debe solo al cambio de forma del material
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El trabajo total para realizar la deformación plástica de un material se puede expresar como Wtotal = WH + WF
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La temperatura no afecta la resistencia y el endurecimiento por deformación de un material
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El trabajo en caliente requiere menor esfuerzo que el trabajo en frío
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La curva de fluencia es una representación válida del comportamiento esfuerzo-deformación durante la deformación plástica en caliente
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El trabajo en frío produce peores acabados y tolerancias
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El rozamiento y la distorsión interna no afectan el proceso de deformación plástica
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El conformado en frío requiere un gran aporte de calor
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La zona elástica se caracteriza por que el material se deforma rápidamente.
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El exponente de endurecimiento por deformación es un valor que depende del material.
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La deformación plástica se produce a una temperatura ambiente.
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La distancia entre el límite elástico y el punto de ruptura es mayor en los materiales frágiles.
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El coeficiente de resistencia es una constante que depende del material.
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La zona plástica se caracteriza por que el material se deforma permanentemente.
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La tensión última es el punto en el que el material comienza a deformarse plásticamente.
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El material se deforma rápidamente en la zona elástica.
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La temperatura de recristalización del plomo es la temperatura ambiente.
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El proceso de formación de nuevos granos a partir de granos ya existentes se llama recristalización.
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La temperatura de recristalización del aluminio es de 200°C.
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El proceso de conformado en frío implica la formación de nuevos granos a partir de granos ya existentes.
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La deformación plástica se produce a una temperatura alta en comparación con la de fusión del material.
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La temperatura de recristalización del molibdeno es de 900°C.
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El criterio de Von Mises se basa en la tensión tangencial máxima.
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El trabajo en frío se realiza a una temperatura alta en comparación con la temperatura de fusión.
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El endurecimiento por deformación plástica hace que el metal se vuelva más blando y resistente.
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El recocido es un tratamiento térmico utilizado para ablandar metales.
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El criterio de Tresca es aceptable para materiales frágiles.
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La deformación plástica se produce solo en metales trabajados a alta temperatura.
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Cuanto menor sea la deformación, mayor será la acritud del material.
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El endurecimiento por deformación plástica se utiliza para fabricar hojas metálicas para carrocerías de automóviles mediante trabajo en caliente.
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El proceso de deformación plástica se caracteriza por una modificación de la geometría del material y una disminución de sus características mecánicas.
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La anisotropía se produce cuando los granos del material se deforman de manera uniforme en todas las direcciones.
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Los materiales sometidos a deformación plástica siempre presentan una mayor resistencia.
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El conformado en frío se caracteriza por requerir un gran aporte de calor.
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La deformación plástica se produce solo en materiales frágiles.
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El proceso de deformación plástica implica una variación en la masa del material.
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El endurecimiento por deformación plástica hace que el metal se vuelva más resistente y blando.
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El criterio de Von Mises se basa en la tensión tangencial máxima.
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La deformación plástica se produce a una temperatura alta en comparación con la de fusión.
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El tratamiento térmico de recocido se utiliza para ablandar metales.
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La acritud de un metal dúctil disminuye cuando se va deformando plásticamente.
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El criterio de Tresca se basa en la tensión tangencial mínima.
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La deformación plástica se produce solo en materiales frágiles.
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El endurecimiento por deformación plástica se utiliza para fabricar cabezas de tornillo mediante forjado en caliente.
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La deformación plástica se produce solo cuando el esfuerzo es superior al límite elástico.
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El trabajo total para realizar la deformación plástica de un material se puede expresar como Wtotal = WF + WR.
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La temperatura no afecta la resistencia y el endurecimiento por deformación de un material.
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La energía de distorsión se debe solo al cambio de forma del material.
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El trabajo en caliente requiere menor esfuerzo que el trabajo en frío.
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La curva de fluencia es una representación válida del comportamiento esfuerzo-deformación durante la deformación plástica en caliente.
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El trabajo en frío produce mejores acabados y tolerancias.
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La deformación plástica solo se produce en materiales frágiles.
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La temperatura de recristalización disminuye cuando la cantidad de trabajo aumenta y la deformación es mayor.
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El tamaño de grano antes de la deformación plástica no afecta la temperatura de recristalización.
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El conformado en caliente se caracteriza por requerir una mayor energía que el conformado en frío.
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La impurezas insolubles afectan la temperatura de recristalización.
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El conformado en caliente produce una mayor resistencia en los materiales.
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La temperatura de recristalización se encuentra entre el 0,5 y el 0,75 de la temperatura de fusión.
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El conformado en caliente se caracteriza por producir una mayor porosidad en los materiales.
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El tiempo de calentamiento no influye en la temperatura de recristalización.
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El conformado en frío requiere un gran aporte de calor.
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La fricción puede disminuir la precisión de las herramientas.
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El coeficiente de rozamiento se puede determinar de forma teórica.
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El proceso de conformado en frío reduce la resistencia del material.
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Los lubricantes solo actúan como refrigerantes.
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El fenómeno de adherencia se produce cuando el coeficiente de rozamiento es bajo.
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El proceso de conformado en frío requiere máquinas livianas y poco potentes.
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El proceso de conformado en frío produce peores acabados y tolerancias.
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Study Notes
Comportamiento plástico de los materiales
- La zona plástica se caracteriza por una deformación unitaria que aumenta rápidamente al aumentar el esfuerzo, y el material no recupera su forma inicial.
- La tensión última es el punto en el que, aún reduciendo la tensión, el material sigue deformándose hasta un máximo, y se produce el punto de ruptura.
- La zona plástica se encuentra entre el límite elástico y el punto de ruptura.
- La distancia entre el límite elástico y el punto de ruptura determina la ductilidad del material.
- La relación entre el esfuerzo y la deformación se puede expresar mediante la fórmula σ = Kε^n, donde K es el coeficiente de resistencia y n es el exponente de endurecimiento por deformación.
Endurecimiento por deformación plástica
- El endurecimiento por deformación plástica se refiere a la capacidad de un material dúctil para volverse más duro y resistente a medida que se deforma plásticamente.
- Este fenómeno se produce a temperaturas frías en comparación con la temperatura de fusión.
- El endurecimiento por deformación plástica se caracteriza por un aumento del esfuerzo cortante requerido para el deslizamiento, lo que conduce a un aumento de la resistencia y dureza del metal.
Determinación de las cargas de trabajo
- Los criterios de fluencia se utilizan para determinar el estado de tensión monoaxial equivalente al estado de tensión establecido por las tensiones principales.
- El criterio de Tresca se basa en la tensión tangencial máxima y es adecuado para materiales dúctiles sometidos a estados de tensión en los que se presentan tensiones tangenciales relativamente grandes.
- El criterio de Von Mises se basa en la energía de distorsión y es utilizado para determinar la deformación plástica.
Componentes del trabajo para realizar la deformación plástica
- El trabajo total para realizar la deformación plástica se puede dividir en tres componentes: WH (trabajo a desarrollar con las condiciones supuestas para la deformación homogénea), WF (complemento obtenido al considerar el rozamiento) y WR (distorsión interna del material cuando se deforma de manera diferente a la fluencia óptima).
La temperatura en conformado plástico
- La temperatura afecta el comportamiento esfuerzo-deformación durante la deformación plástica.
- Los valores de K y n dependen de la temperatura.
- La resistencia y el endurecimiento por deformación se reducen a altas temperaturas.
- El trabajo en caliente se caracteriza por una obtención de la deformación con fuerzas y presiones menores, cambios moderados en las propiedades mecánicas y peores acabados y tolerancias.
- El trabajo en frío se caracteriza por una mayor resistencia del material, mejores acabados y tolerancias, y una mayor fuerza requerida.
Ventajas y desventajas del conformado en frío
- Ventajas: ahorro energético, mejores acabados superficiales, mayor resistencia, menor contaminación y favorece anisotropía.
- Desventajas: fuerzas mayores, superficies deben estar limpias y sin cascarillas, aumento de la resistencia por deformación, tensiones residuales y acritud.
Fricción y lubricación
- La fricción entre las superficies de la herramienta y el material de trabajo puede ralentizar el flujo del metal, ocasionar esfuerzos residuales y defectos del producto, incrementar la fuerza y la presión, y aumentar el desgaste de las herramientas.
- La lubricación se utiliza para reducir la fricción y otros problemas asociados.
- Los lubricantes también actúan como refrigerantes, reduciendo la transmisión de calor a las herramientas.
Definición y Características
- La deformación plástica es un proceso de fabricación que implica la modificación de la geometría de un cuerpo sólido mediante fuerzas exteriores, con o sin aplicación de calor, lo que conlleva una variación de sus características mecánicas.
- Se caracteriza por utilizar materiales con amplio período plástico (dúctiles), como aceros y metales no férreos maleables, que soportan deformación permanente sin destruir sus enlaces moleculares.
- Los procesos de deformación plástica permiten alcanzar cambios significativos en la geometría de la pieza, incrementar la resistencia, trabajar a volumen constante, con un porcentaje de desperdicios pequeño y con buenos acabados y tolerancias estrechas.
Comportamiento Plástico de los Materiales
- Durante la deformación plástica, los límites de los granos permanecen intactos y la continuidad de la masa se mantiene, lo que conlleva anisotropía y propiedades diferentes en dirección vertical y horizontal.
- El ensayo de tracción permite estudiar el comportamiento plástico de los materiales, donde se observa un diagrama de esfuerzo-deformación con diferentes zonas, como la zona elástica y la zona plástica.
- La zona plástica se caracteriza por un aumento rápido de la deformación unitaria con el aumento del esfuerzo, lo que conlleva una deformación permanente del material.
- La tensión última se alcanza cuando el material se deforma hasta un máximo, y el punto de ruptura se produce cuando el material se rompe.
Endurecimiento por Deformación Plástica
- El endurecimiento por deformación plástica, también conocido como acritud, se produce cuando un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida que se va deformando plásticamente.
- La deformación plástica se da a una temperatura fría en comparación con la de fusión, lo que conlleva un aumento del esfuerzo cortante requerido para el deslizamiento y un aumento de la resistencia y dureza del metal.
Determinación de las Cargas de Trabajo
- Los criterios de fluencia permiten encontrar un estado de tensión monoaxial equivalente al estado de tensiones establecido por las tensiones principales.
- El criterio de Tresca se basa en la tensión tangencial máxima, y es aceptable para materiales dúctiles sometidos a estados de tensión en los que se presentan tensiones tangenciales relativamente grandes.
- El criterio de Von Mises se basa en la energía de distorsión, y solo considera la parte de la energía de deformación que determina la aparición de deformaciones plásticas.
La Temperatura en Conformado Plástico
- La temperatura juega un papel importante en el conformado plástico, ya que los valores de K y n dependen de la temperatura.
- La curva de fluencia representa el comportamiento esfuerzo-deformación durante la deformación plástica en frío.
- El trabajo en caliente se caracteriza por la obtención de la deformación con fuerzas y presiones menores, cambios moderados en las propiedades mecánicas y peores acabados y tolerancias.
- El trabajo en frío se caracteriza por requerir un mayor esfuerzo, lo que conlleva una resistencia del material que aumenta de forma permanente, y mejores acabados y tolerancias.
- La frontera entre trabajo en frío y trabajo en caliente se establece en la temperatura de recristalización, que es la temperatura a la que un material deformado instantáneamente recristaliza en una hora.
Introducción
- Definición: El proceso de fabricación por deformación permanente de un cuerpo sólido, mediante la acción de fuerzas exteriores, con o sin aplicación de calor, que conlleva una modificación de la geometría del mismo y una variación de sus características mecánicas.
- Características de los PCDP:
- Materiales con amplio período plástico (dúctiles) que soportan deformación permanente sin destruir sus enlaces moleculares.
- Se alcanzan cambios significativos en la geometría de la pieza.
- Incremento de resistencia.
- Conformado a volumen constante.
- % Desperdicios pequeño.
- En frío o en caliente.
- Grandes esfuerzos.
- Maquinaria y automatización (alta producción).
- Buenos acabados + tolerancias estrechas.
Comportamiento plástico de los materiales
- Ensayo de tracción: endurecimiento por deformación plástica (acritud) -> metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida que se va deformando plásticamente.
- Aumento del esfuerzo cortante requerido para el deslizamiento -> aumento de la resistencia y dureza del metal.
- Cuanto mayor sea la deformación, mayor será la acritud.
- Tratamientos térmicos (recocido) para eliminar la acritud.
Determinación de las cargas de trabajo
- Criterios de fluencia:
- Criterio de Tresca (basado en la tensión tangencial máxima).
- Criterio de Von Mises (energía de distorsión).
- Componentes del trabajo para realizar la deformación plástica de un material:
- WH (trabajo a desarrollar con las condiciones supuestas para la deformación homogénea).
- WF (complemento obtenido al considerar el rozamiento).
- WR (distorsión interna del material cuando éste se deforma de modo diferente al de fluencia óptima).
Temperatura en conformado plástico
- Curva de fluencia: representación válida del comportamiento esfuerzo-deformación durante la deformación plástica.
- Trabajo en caliente: obtención de la deformación con F y P menores / cambios en las propiedades mecánicas moderado / peores acabados y tolerancias.
- Trabajo en frío: se requiere mayor esfuerzo / resistencia del material aumenta de forma permanente / mejores acabados y tolerancias.
- Temperatura de referencia: 0,5 Tf (temperatura de fusión).
Factores que influyen en la Tª de recristalización
- Cantidad de trabajo: mayor grado de deformación -> mayor cantidad de energía acumulada -> menor Tª de recristalización.
- Tamaño de grano antes de la deformación plástica: a menor tamaño de grano -> mayor dificultad para deformarlo -> mayor energía acumulada -> menor Tª de recristalización.
- Tiempo de calentamiento para lograr la recristalización: a mayor tiempo -> menor será la Tª de recristalización.
- Impurezas: si son insolubles no afecta la temperatura de recristalización; si son solubles -> aumenta la Tª de recristalización.
Ventajas y desventajas del conformado en caliente y en frío
- Ventajas del conformado en caliente:
- Energía necesaria menor que la requerida en frío.
- No hay endurecimiento (no hay acritud).
- La porosidad en el metal es considerablemente eliminada.
- Las impurezas en forma de inclusiones son distribuidas a través del metal.
- Desventajas del conformado en caliente:
- Rápida oxidación de la superficie, pobre acabado superficial.
- No se pueden mantener tolerancias estrechas.
- Equipo para trabajo en caliente y costos de mantenimiento son altos.
- Ventajas del conformado en frío:
- No hay aporte calor o es pequeña (0,3 Tª fusión).
- Mejores acabados superficiales.
- Mayor resistencia (endurecimiento por deformación).
- Menor contaminación.
- Favorece anisotropía, confiere propiedades direccionales.
- Desventajas del conformado en frío:
- Fuerzas mayores (máquinas más pesadas y potentes).
- Superficies han de estar limpias y sin cascarillas.
- Aumento resistencia por deformación (proceso se vuelve complejo).
- Tensiones residuales (acritud).
Fricción y lubricación
- PCDP -> contacto entre las superficies de la herramienta y el material de trabajo a altas presiones.
- Inconvenientes:
- Ralentiza el flujo del metal, ocasionando esfuerzos residuales y algunas veces defectos del producto.
- Incremento de F y P.
- Aumenta el desgaste de las herramientas -> pérdida de precisión.
- Fenómeno de Adherencia: tendencia de dos superficies en movimiento relativo a pegarse -> esfuerzo de fricción superior a la resistencia a esfuerzo cortante.
- Reducir el problema -> uso de lubricantes.
- Determinación del coeficiente de rozamiento -> de forma experimental.
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Description
Aprende sobre el comportamiento plástico de los materiales, incluyendo el diagrama de esfuerzo-deformación y las zonas de proporcionalidad y plasticidad. Entrena tu comprensión de este concepto fundamental en ingeniería.
