Figura 2.9 Esquemas de las dislocaciones de borde y de hélice
Fuente: elaboración propia.
Figura 2.10 Esquema de la generación y movimiento de una dislocación de borde
Fuente: elaboración propia.
El esfuerzo teórico calculado por la ecuación (2.1) es mayor que el esfuerzo real de deslizamiento en las aleaciones comunes de ingeniería, ya que este no se produce por el movimiento simultáneo de todos los átomos ubicados en el plano respectivo, sino que obedece al movimiento de las dislocaciones en dicho plano. El desplazamiento de una dislocación involucra el movimiento solo de algunos átomos, por lo que el esfuerzo necesario para producir este fenómeno es menor que el teórico.
De lo tratado hasta ahora acerca del deslizamiento, es válido deducir que un cristal que no posea dislocaciones presentará una alta resistencia a este, lo cual ha encontrado sustento experimental cuando se han ensayado probetas monocristalinas pequeñas con un alto control de calidad, en las cuales se han alcanzado valores del esfuerzo cortante necesario para producir el deslizamiento, muy cercanos a los teóricos.
El deslizamiento en polímeros termoplásticos se da cuando una o más macromoléculas se desplazan sobre otras (las moléculas están unidas entre sí por enlaces secundarios), bajo la acción de un esfuerzo cortante. Lo anterior se esquematiza en la figura 2.11.
Figura 2.11 Deslizamiento entre macromoléculas
Fuente: elaboración propia.
2.2.3.1.2. MACLAJE EN CRISTALES METÁLICOS Y CERÁMICOS IÓNICOS
Mediante este mecanismo de deformación plástica, una región de un cristal se desplaza respecto a otra que no lo hace, generándose una zona intermedia donde se concentra la deformación, denominada zona maclada. La zona maclada está delimitada respecto a las zonas no deformadas por planos de simetría cristalinos denominados planos de macla. Dentro de la zona maclada se presenta el movimiento de planos enteros de átomos, de manera paralela a los planos de macla y en una distancia proporcional a la separación entre cada uno de estos y el plano de macla. La región maclada corresponde a aquella zona del cristal que sufre la deformación de la red cristalina por la ocurrencia del maclaje. Una diferencia importante entre el deslizamiento y el maclaje radica en que este último presenta una mayor distorsión de la red cristalina. En la figura 2.12 se aprecia esquemáticamente la forma final de la estructura cristalina, una vez ha ocurrido el maclaje.
Figura 2.12 Estado final de un cristal deformado plásticamente mediante maclaje
Fuente: elaboración propia.
Los metales con estructura de CC y CCC, cuando se deforman a temperatura ambiente, no tienden a presentar maclas, sobre todo en el caso de la estructura CCC, ya que la alta ductilidad de esta hace que predomine el deslizamiento. Las maclas en estas estructuras se presentan de manera importante a altas ratas de aplicación de la carga (impactos) o en ensayos mecánicos realizados a bajas temperaturas. En la estructura HC el mecanismo de deformación por maclaje es muy importante, ya que el deslizamiento está restringido por el número de sistemas de deslizamiento bajo y orientaciones de estos desfavorables.
El maclaje se puede formar en fracciones de tiempo muy cortas, las cuales pueden estar en el orden de los microsegundos, mientras que la formación de la estructura escalonada producto del deslizamiento puede demorar varias milésimas de segundo [5]. Las parejas de planos y direcciones más comunes de maclaje para las diferentes estructuras no son las mismas que para el deslizamiento. En la tabla 2.4 se dan los planos y direcciones de maclaje más comunes para las estructuras de CC, CCC y HC.
Tabla 2.4 Planos y direcciones comunes de maclaje de las estructuras CC, CCC y HC [5]
| Estructura | Planos de maclaje | Direcciones de maclaje |
| CC | (112) | [111] |
| CCC | (111) | [112] |
| HC | (10-12) | [–1011] |
La deformación total de una pieza producto del maclaje es pequeña cuando se le compara con la que resulta después del deslizamiento; sin embargo, el maclaje es importante dentro de la deformación de la mayoría de metales de estructura CC y HC, ya que reorienta regiones importantes de los cristales, colocando sistemas de deslizamiento en posiciones más favorables para continuar la deformación por este mecanismo. En general, se encuentra que el esfuerzo cortante crítico necesario para producir el maclaje es mayor que el que produce el deslizamiento, razón por la cual, este último tipo de deformación plástica predomina sobre el maclaje. El maclaje se producirá fácilmente en aquellas estructuras donde se encuentre restringido por alguna razón el deslizamiento (bajas temperaturas, alto endurecimiento por partículas de segunda fase, elevada velocidad de deformación, etcétera). El maclaje en cristales iónicos se da siempre y cuando en la formación de la zona maclada se desplacen planos aniónicos sobre catiónicos.
2.2.3.1.3. ROTACIÓN DE ENLACES EN MOLÉCULAS POLIMÉRICAS
La deformación plástica en un polímero también se puede dar, además del deslizamiento entre moléculas, a través de la rotación permanente de enlaces sencillos entre sus átomos, lo cual se traduce en que, por ejemplo, una molécula inicialmente enrollada quede alineada en el sentido del esfuerzo. Esta rotación es posible en enlaces covalentes sencillos, ya que no se modifica la forma del orbital molecular. En la figura 2.13 se esquematiza este mecanismo de deformación.
Figura 2.13 Alargamiento de una molécula por rotación de enlaces
Fuente: elaboración propia.
2.2.3.1.4. DEFORMACIÓN PLÁSTICA REAL DE LOS MATERIALES
En materiales metálicos los mecanismos del deslizamiento y maclaje descritos anteriormente se pueden aplicar directamente