El endurecimiento por deformación es un proceso en el que los metales se endurecen cuando se flexionan mecánicamente. El endurecimiento por deformación es un proceso que tiene lugar en la red cristalina de un material. Esta forma de endurecimiento es útil para aumentar la resistencia de los metales que no pueden endurecerse mediante tratamientos térmicos. Sin embargo, muchos metales y aleaciones que pueden endurecerse térmicamente también pueden endurecerse por deformación. El endurecimiento por deformación, también llamado endurecimiento por trabajo, se puede aplicar intencionadamente como un proceso de endurecimiento durante el conformado de la pieza o se puede producir de forma no intencionada durante el mecanizado o un funcionamiento anormal.
Antes del endurecimiento por deformación, los materiales suelen presentar una estructura cristalina libre de defectos y distribuida uniformemente. Cuando el material se somete a tensión mecánica, se forman defectos microscópicos conocidos como dislocaciones en la estructura cristalina. Si la tensión continúa, estas dislocaciones se propagan e interactúan entre sí, formando nuevas estructuras internas que resisten una mayor desviación. Estas formaciones, o puntos de fijación, aumentan el límite elástico de los materiales o la capacidad de resistir el estrés, con una posterior disminución de la ductilidad o la suavidad. Una de las formas más comunes de iniciar intencionalmente el proceso de endurecimiento por deformación es dar forma a las piezas en frío.
Como se mencionó anteriormente, el endurecimiento por deformación puede ser un proceso deseable o indeseable. Cuando el endurecimiento por trabajo es un resultado final previsto, el trabajo en frío o el conformado de piezas es una de las formas más efectivas de hacerlo. Esto es particularmente útil cuando se trabaja con metales que no se pueden endurecer con calor. Estos incluyen acero con bajo contenido de carbono, aluminio y cobre puro. Cuando estos metales son comprimidos, estirados, doblados o martillados durante el conformado, las tensiones involucradas inducen la formación de dislocaciones cristalinas que endurecen el material.
El endurecimiento por deformación no deseado ocurre cuando los materiales dúctiles o blandos se mecanizan incorrectamente o se flexionan excesivamente durante sus ciclos de trabajo. Si, durante el mecanizado, la pieza se expone a cortes excesivamente profundos, la tensión resultante puede provocar la formación de dislocaciones cristalinas con el endurecimiento resultante. Este endurecimiento involuntario puede evitar un mayor mecanizado o incluso dañar las brocas de la herramienta. Cuando se mecanizan piezas dúctiles, las brocas de la herramienta deben avanzar con cuidado para evitar que se produzca un endurecimiento por trabajo no deseado.
Las piezas metálicas que se flexionan más allá de sus parámetros de diseño durante el trabajo regular también pueden experimentar un grado de endurecimiento por deformación. Las pequeñas desviaciones dentro de esos parámetros son fácilmente absorbidas por un material que vuelve a su forma original sin ningún cambio en su estructura interna. Sin embargo, cuando se flexiona más allá de esos límites, comienza el proceso de formación de la dislocación y el material se endurece. Esto provoca una resistencia resultante a cualquier flexión, lo que puede conducir a un eventual agrietamiento o fractura de la pieza.