Comportamiento mecánico

La tenacidad es sacrificada cuando una aleación es endurecida

La capacidad de un metal o aleación para deformarse plásticamente depende de la capacidad de las dislocaciones para moverse

Todas las técnicas de endurecimiento de las aleaciones se basan en un principio muy simple. La restricción e impedimento del movimiento de las dislocaciones convierte el material en más duro y resistente.

• Factores que influyen en el endurecimiento de un metal
  1. Por solución sólida
  2. Por reducción del tamaño del grano
  3. Deformaciones plásticas
  4. Precipitación
  5. Transformación microestructural

1. Endurecimiento por solución sólida de metales

   La adición de uno o más elementos a un metal puede fortalecerlo por formación de una solución sólida.

   • Factores que afectan el endurecimiento de las dislocaciones sólidas
     • El factor de tamaño relativo: las diferencias entre el tamaño de los átomos del soluto y el disolvente, ya que cuanto mayor sea esa diferencia mayor será la distorsión producida en la red cristalina
     • El orden de corto alcance: es muy raro que una solución sólida se forme al azar al mezclarse diferentes átomos, eso significa que algún tipo de orden de corto alcance o agrupación de átomos semejantes estará presente. Como resultado, el movimiento de las dislocaciones quedará impedido por diferentes estructuras enlazadas.

2. Endurecimiento por reducción del tamaño del grano

   El tamaño de grano de un metal policristalino afecta considerablemente a las propiedades mecánicas del mismo.

   Eso provoca que una dislocación que quiera pasar de un grano a otro tendrá que cambiar la dirección de su movimiento, lo que es tanto más difícil cuanto mayor sea la diferencia de orientación cristalina entre ellos.

   Un material con grano fino será mas duro y resistente que uno de grano grueso, ya que el primero tiene un mayor numero de bordes de grano para un mismo volumen que el segundo.

3. Endurecimiento por deformación plástica

   Cuando un metal o aleación que presenta una estructura de grano equiaxial le sometemos a un proceso de deformación plástica, los granos sufren cizallamiento relativo unos respecto de otros mediante la generación, movimiento y redistribución de dislocaciones.

   Cuando los metales dúctiles como el cobre, aluminio o el hierro, son trabajados en frío, se endurecen por deformación, o lo que es lo mismo endurecen por acritud.

4. Endurecimiento por precipitación

   Este proceso esta limitado a aquellas composiciones de aleaciones que muestren curvas de insolubilidad parcial directas con la temperatura, delimitando una zona monofásica y otra bifásica.

   El grado de endurecimiento es proporcional al grado de precipitado coherente con la matriz

   El endurecimiento por precipitación se produce por el efecto de las partículas precipitadas que, de forma coherente, deforman los planos cristalinos de la matriz en el entorno de las mismas.

5. Transformación microestructural

   1. Cambio en la forma del grano
   2. Endurecimiento por deformación
   3. Aumento de la densidad de dislocaciones

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