Deformaciones en Metales: Tipos, Mecanismos y Efectos

Tipos de Deformaciones en Metales

Las deformaciones en metales se pueden clasificar en tres categorías principales:

• Deformación Elástica: Estas deformaciones son recuperables y no permanentes. Ocurren dentro de la zona de elasticidad del metal, sin superar su límite elástico.
• Deformación Plástica: Se producen cuando la tensión aplicada supera el límite elástico del metal. La forma original del elemento no se recupera. Este tipo de deformación se produce por deslizamiento (traslación de átomos) o por maclaje.
• Deformación por Fluencia: Son deformaciones lentas que ocurren después de haber superado el límite elástico, incluso reduciendo la tensión a valores menores a dicho límite. Es un proceso común en aplicaciones industriales.

Deformación Plástica por Deslizamiento en Monocristales Metálicos

Los metales están compuestos por granos con diferentes orientaciones, formando una red cristalina única y uniforme. La deformación por traslación en un monocristal implica el deslizamiento de un fragmento sobre otro. Se pueden extraer las siguientes conclusiones:

• Los monocristales son blandos.
• El deslizamiento ocurre en planos específicos.
• El deslizamiento comienza cuando se alcanza la tensión crítica de cortadura.

Dislocaciones: Imperfecciones que Facilitan la Deformación

Las dislocaciones son imperfecciones en los cristales metálicos que facilitan la deformación por deslizamiento. Pueden ser:

• Positivas: Cuando el número de átomos en una red cristalina es superior en una unidad al número de átomos en los planos inferiores.
• Negativas: Cuando los planos inferiores tienen un átomo más que los superiores.

Métodos para Aumentar la Resistencia en Aleaciones

Existen tres métodos principales para aumentar la resistencia en aleaciones:

• Endurecimiento por Deformación: Aumento de la tensión necesaria para producir deslizamiento debido a una deformación plástica previa.
• Bloqueo Mecánico: Se logra induciendo la aparición de partículas de otra fase en el cristal.
• Anclaje de las Dislocaciones: Al calentar el metal, este se dilata, y una nube de átomos de otro metal ocupa las dislocaciones. Al enfriarse, la nube de átomos queda atrapada, anclando la dislocación.

Deformación Plástica por Maclaje

El maclaje consiste en el desplazamiento de bloques de átomos una distancia que no es múltiplo del espacio interatómico. Existen dos tipos de maclas:

• Maclas Mecánicas (o de Deformación): Se presentan en metales con sistema cristalino hexagonal y cúbico centrado en el cuerpo.
• Maclas de Recocido: Aparecen después de trabajar y recocer metales con sistema cristalino cúbico centrado en las caras.

Trabajo en Frío y Acritud

El trabajo en frío produce deformaciones que dependen de:

• La orientación de los cristales.
• La orientación de las juntas intergranulares.
• El tamaño del grano.

La deformación en frío aumenta la dureza y la resistencia a la tracción del material.

Tensión Residual

Después de someter un metal a deformaciones permanentes, este puede cambiar de forma incluso sin la aplicación de fuerzas externas. Esto se debe a la presencia de tensiones residuales.