influencia de la velocidad de deformación
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INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN
La velocidad de deformación :
• Varía la resistencia de deformación del metal.• Incrementa la temperatura de la pieza.• Cambia la lubricación entre herramienta y material.
dt
d
En el caso de compresión tenemos:
dt
dh
hdt
hhd
dt
d 1/ln 0
La velocidad del cabezal móvil de la máquina es :
dt
dhv
h
v
1) La velocidad de cabezal constante no implica velocidad de deformación constante.
2) La velocidad de deformación es función del tamaño de la zona deformada. Plastómetro de levas.
Ej.: Mecanizado a 100 m/min. Implica velocidades de deformación de 4 x 104 s-1.
Gama de velocidades de deformación 3 x 10-12 s-1 a 104 s-1 a 106 s-1
La primera corresponde a la velocidad de deformación media en un ensayo de creep de 100000 horas con deformación del 0.1%.
Los valores superiores pueden alcanzarse en el endurecimiento por choque de un metal utilizando explosivos.
- Influencia de la velocidad sobre la temperatura de transición
La velocidad de deformación influye en la transición de la zona de fragilidad a baja temp. a la de deformación en frío
La influencia de la velocidad de conformado sobre la temperatura de transición solo presenta problemas en los casos en que esta sea la temperatura ambiente.
Caso del acero, del Zn y del Mg.
En estos casos para usar una velocidad de deformación elevada se debe subir la temperatura o bien trabajar con bajas velocidades.
La temperatura de transición si tiene problemas en las aplicaciones del metal cuando el mismo debe soportar variaciones bruscas de carga.
- Efecto de la velocidad de deformación en el trabajado en frío
En el rango de temperaturas del trabajado en frío las propiedades no se modifican seriamente por la velocidad de deformación
Excepción en la ductilidad
En las curvas de resistencia del acero a temperatura ambiente, el fenómeno mas marcado es el aumento de la tensión de fluencia y de la deformación que la acompaña.
Bandas de Lüders
Condición de desaparición del punto de fluencia (Cottrel)
D ~ 10-7 (cm2/s)
En los metales fcc se observa en este rango de temperaturas una dependencia de la ductilidad con la velocidad de deformación, la que suele pasar por un mínimo.
Relación entre la velocidad de deformación y las bandas de deslizamiento.
- Efecto de la velocidad de deformación sobre el trabajado en caliente
En estas curvas se indica la resistencia en función de la temperatura, deformación y velocidad de deformación correspondientes al Al.
El aumento de la velocidad de deformación incrementa la ductilidad, si:
a) Los procesos de recuperación son mas rápidos que los procesos de endurecimiento.
b) Si aumenta la temperatura del metal en una cantidad significativa. Latón L59:
ductilidad reducida a 600° C a 700° C
ductilidad incrementada a 700° C a 800° C
Se calienta a 700° C y se deforma rápidamente.
Se produce en extrusión por impacto.
El aumento de velocidad disminuye la temperatura máxima de trabajado
En general, el aumento de velocidad de deformación en la zona de trabajadoen caliente reduce el rango de temperaturas en que este tiene lugar.Crítico para aleaciones con rangos de temperatura reducidos.
La influencia de la velocidad en la resistencia es mas marcada que en el trabajado en frío.
Experiencias realizadas en aceros de bajo carbono determinaron que este efecto es considerable por encima de 600 ° C y aumenta con la temperatura.
Por ejemplo: a 1000° C, la resistencia es de:
3 Kg/mm2 para una velocidad de 10-2 s-1 (forjado en prensa)
11 Kg/mm2 para una velocidad de 10 s-1 (forjado con martinete)
Resultados de los estudios de Cook que muestran la variación de resistencia de un acero alto en C deformado con un plastómetro empleando vidrio molido como lubricante a la temperatura de 1200 °C.
A altas velocidades de deformación las curvas son semejantes a las del endurecimiento del acero a baja temperaturas.
Suele haber un aumento notable de la resistencia hasta una deformación efectiva de 0.4 seguida a veces de una disminución de la resistencia (debido a un aumento de temperatura de las superficies deslizantes que se propaga al material.
- Velocidades de deformación comunes en los distintos procesos tecnológicos
Cuando la región de deformación es pequeña pueden producirse velocidades de deformación muy elevadas.
Trefilado alambre fino vel 2700 m/min velocidad de deformación mayor a 2x105 s-1
Laminado de hojalata delgada vel 1700 m/min velocidad de deformación 2 x103 s-1
- Altas velocidades de deformación
En los procesos de conformado, el efecto de las muy altas velocidades de deformación debe tenerse presente en dos aspectos fundamentales:
a) Proceso del tipo estacionario
b) Efecto de impacto en los procesos del tipo de compresión directa.