Procesabilidad de materiales

Se explicarán los distintos procesos mecánicos a los que pueden ser sometidos los materiales, las consecuencias que éstos producen en su estructura y por ende en las propiedades y, finalmente, en otro apartado específico, los tratamientos térmicos existentes y que se combinan con los procesos de conformación, entre otros. para obtener un producto (del material escogido) con las propiedades finales deseadas y que habitualmente acaba por ser la parte integrante de un conjunto (pieza).

Aún haciendo esta diferenciación entre técnicas de procesado y tratamientos térmicos, pensemos, que por ejemplo, en un proceso de laminado en caliente estamos sometiendo el material a ambos procesos de forma simultánea, como en el conformado en gradiente.

Desde el punto de vista atómico, la deformación plástica corresponde a la rotura de los enlaces entre los átomos vecinos más próximos y a la reformación de éstos con nuevos vecinos, ya que un gran número de átomos o moléculas se mueven respecto a otros; al eliminar la tensión no vuelven a sus posiciones originales. 

El mecanismo de esta deformación es diferente para materiales cristalinos y amorfos. En los materiales cristalinos, la deformación tiene lugar mediante un proceso denominado deslizamiento, en el cual está involucrado el movimiento de las dislocaciones. La deformación plástica en los sólidos no cristalinos ocurre por un mecanismo de flujo viscoso. 

A. Procesabilidad de metales

Ordinariamente, la ductilidad es sacrificada cuando una aleación es endurecida. La capacidad de un metal para deformarse plásticamente depende de la capacidad de las dislocaciones para moverse. Virtualmente todas las técnicas de refuerzo (o sea, de endurecimiento) se basan en este simple principio: “la restricción y el impedimento del movimiento de las dislocaciones convierte el material en más duro y resistente”.

1. Endurecimiento por deformación. El endurecimiento por deformación es un fenómeno por el cual un metal dúctil se hace más duro y resistente a medida que es deformado plásticamente. 

• Recuperación, recristalización y crecimiento del grano. Las estructuras y propiedades modificadas por la deformación plástica se pueden recuperar mediante tratamientos térmicos apropiados. Estos fenómenos de restauración resultan de distintos procesos que ocurren a temperaturas elevadas, recuperación y recristalización, después de los cuales puede ocurrir el crecimiento del grano. 

• Recuperación. Al aumentar la difusividad atómica a temperaturas elevadas las dislocaciones se mueven, también se produce alguna reducción en el número de dislocaciones, y las configuraciones de dislocaciones tienden a adoptar bajas energías de deformación en la red. 

• Las propiedades físicas tales como conductividades eléctricas y térmicas se recuperan hasta valores similares a los estados predeformados. 

• Recristalización. Aún después de la recuperación, los granos están todavía en un estado de alta energía de deformación. La recristalización es la formación de un nuevo conjunto de granos equiaxiales libres de deformación que tienen baja densidad de dislocaciones, lo cual es una característica del material antes de ser deformado, proceso en el que tiene lugar difusión de corto alcance. 

• También, durante la recristalización, las propiedades que fueron modificadas durante el proceso de trabajo en frío son restauradas a sus valores previos a la deformación. La recristalización es un proceso cuya extensión depende tanto del tiempo como de la temperatura. 

• Crecimiento del grano. Después de que ha terminado la recristalización, los granos libre de deformación continúan creciendo si la muestra metálica es dejada a la temperatura elevada, fenómeno que se denomina crecimiento del grano. 

• El crecimiento del grano se produce por la migración de los límites de grano. El movimiento del límite de grano es justamente la difusión de corto alcance de los átomos de un lado a otro del límite de grano.

B. Procesabilidad de polímeros

Cuando hablamos de procesabilidad de polímeros hemos de distinguir entre termoplásticos, termoestables y elastómeros.

B.1. Termoplásticos

• Polietileno.
• Poloprileno.                                                                   
• PVC(Cloruro de Polivinilo)
• Acrílicos.
• Nailon.
• Polietileno.

B.2. Termoestables

• Baquelita(Resinas Fenólicas).
• Melamina(Formaldehído).
• Poliéster.

B.3. Elastómeros

C. Procesabilidad de cerámicos

Esta sección se irá ampliando gradualmente a lo largo de las próximas semanas.

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