El recocido del aluminio forjado puede homogeneizar la composición, estabilizar la microestructura, eliminar el endurecimiento por deformación, restaurar la ductilidad o establecer las propiedades finales. Esta guía distingue entre recocido de homogeneización, recocido de recristalización, recocido intermedio, recocido parcial y recocido completo, y explica sus requisitos de enfriamiento. Analiza el aluminio sometido a trabajo en frío a lo largo de los procesos de recuperación, recristalización y crecimiento del grano, relacionando la energía de deformación almacenada y la densidad de dislocaciones con los cambios en la forma del grano, la dureza, la resistencia, la ductilidad y la aptitud para un conformado posterior. El artículo conserva las condiciones de proceso, las designaciones de los materiales, las unidades y las relaciones técnicas indicadas en la fuente, a modo de referencia práctica para la ingeniería.
El recocido es un proceso de tratamiento térmico que se utiliza para obtener una composición uniforme, una microestructura estable o propiedades de procesamiento favorables. En función del objetivo, el recocido del aluminio forjado se divide en recocido de homogeneización, de recristalización, intermedio y final.
El recocido de homogeneización se lleva a cabo principalmente en fundiciones de aluminio y en plantas de producción de aleaciones. Un enfriamiento demasiado rápido puede provocar un efecto de temple. Para evitarlo, el material debe enfriarse en el horno o apilarse para que se enfríe al aire una vez retirado.
El recocido de recristalización elimina los defectos cristalinos y el endurecimiento por deformación plástica, y mejora la ductilidad y la tenacidad. La recristalización se produce mediante la nucleación y el crecimiento de nuevos granos.
Durante el conformado en frío, a menudo no es posible lograr la gran deformación necesaria en una sola operación. El recocido intermedio elimina el endurecimiento por deformación y restaura la ductilidad, de modo que la deformación pueda continuar hasta alcanzar el tamaño y la forma deseados.
En función de la aleación y de los requisitos de servicio, el recocido final puede ser parcial (a baja temperatura) o completo (a alta temperatura).
El recocido completo consiste en calentar una aleación endurecida por deformación en frío o parcialmente endurecida por temple por encima de su temperatura de transformación y mantenerla a esa temperatura hasta que se forme una solución sólida monofásica. El enfriamiento lento, generalmente en el horno, permite que la solución sólida se descomponga y que las partículas de la segunda fase se fusionen por difusión.
El recocido parcial consiste en calentar la aleación hasta una temperatura adecuada por debajo del punto crítico de transformación, mantenerla a esa temperatura y, a continuación, enfriarla con relativa rapidez, normalmente al aire. Este proceso elimina parte del efecto de endurecimiento por deformación para facilitar una operación de conformado posterior con una deformación limitada, o bien mejora la ductilidad al tiempo que conserva parte del endurecimiento derivado de la deformación en frío, lo que da lugar a un estado de semidureza.
La mayor parte de la energía de deformación se disipa en forma de calor, pero una pequeña parte permanece en el metal como energía almacenada en forma de distorsión de la red cristalina y defectos tales como defectos puntuales, dislocaciones, límites entre subgranos y fallos de apilamiento. Esta energía almacenada, expresada como el aumento de la energía libre tras la deformación en frío, impulsa el cambio microestructural.
Cuando el metal deformado plásticamente se calienta y se mantiene a esa temperatura, su estructura cambia a lo largo de tres etapas. Durante la recuperación, los granos fibrosos alargados permanecen prácticamente inalterados al microscopio. Durante la recristalización, se nuclean nuevos granos pequeños dentro de los granos deformados y crecen hasta que la estructura fibrosa queda completamente sustituida por granos equiaxiales. Durante el crecimiento de los granos, los nuevos granos se consumen entre sí hasta alcanzar un tamaño relativamente estable. Mantener la temperatura a un nivel cada vez más alto produce la misma secuencia.
Durante la recuperación, la dureza disminuye solo ligeramente, mientras que la ductilidad mejora; la resistencia evoluciona de forma similar, ya que suele seguir la misma tendencia que la dureza. Durante la recristalización, la dureza y la resistencia disminuyen significativamente y la ductilidad aumenta de forma pronunciada. El aumento de la dureza y la resistencia producido por la deformación plástica está asociado a un aumento de la densidad de dislocaciones. La densidad de dislocaciones disminuye solo ligeramente durante la recuperación, pero se reduce de forma sustancial durante la recristalización.
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