Comportamiento de un acero microaleado
al boro en el conformado. Influencia de
las variables del proceso de fabricación
Ing. Juan Carlos Gozalvez, gozalvez@com.uncor.edu
Ing.Elvio Jose Lenta, lentcimm@inti.gov.ar
Lic. Reinaldo Mancini, mancini@inti.gov.ar
Ing. Carlos Oldani, coldani@com.uncor.edu
R0,2
L.I.F
Rflow
I =L.I.F - RflowBH
Micro grafía Acero N°1 en estado de
recepción (Laminado en caliente).
Acero N°1 laminado en
frío (70%)
Acero N°1 enfriado rápida mente
desde 650°C.
Se observa que la recristalización se ha
completado mientras que el proceso
descarburante está en su etapa inicial
Acero N°1 Recocido en atmósferas
descarburante.
Se observa la ausencia de carburos
Equipamiento de laboratorio
Utilizado
LAMINADOR
HORNO
Figura 1. Determinación del índice de
endurecimiento (IBH)a través del
ensayo de tracción.
Propiedades Mecánicas
Acero Cfinppm
%
Skin
Pass
%
Predeform. Envejecido R0,2
MPa
Rm
MPa
%A
uniforme %Af
Indice
BH
MPa
1 50 0.48 1 no 121
1 bis 50 0.48 1 si 157 259 26.9 0 0
2 50 1.18 0 si 184 310 16.7 0 0
3 50 1.58 0 si 176 302 26.8 0 0
4 50 1.7 0 si 184 306 24.6 0 0
5 50 3.43 0 si 216 315 21.8 0 0
TABLA Nº 3 – Muestras de acero N°1 recocidas a 700ºC 2 horas en atmósferas
con punto de rocío superior a 28ºC enfriadas hasta 450ºC en el
horno y luego al aire y envejecida después de la deformación
superficial a 170ºC durante 60 minutos.
Porcentaje de
deformación
superficial
R02
MPa
Limite inferior de
fluencia
L.I.F
MPa
Indice BH
MPa
0,60
0,60
189
181
268
266
45
49
0,73
0,73
189
179
265
258
41
50
0,97
0,97
198
188
272
267
42
50
1,25
1,25
181
178
256
256
48
46
1,64
1,64
180
187
280
263
51
42
1,93
1,93
181
186
257
266
49
46
TABLA Nº 4 – Aumento en la tensión de fluencia de chapas recocidas en
atmósfera reactiva (100 ppm de C) después de la deformación
superficial (skin-pass) y envejecimiento a 170ºC durante 20
minutos (BH) determinado según fig. 1.
%C %Mn %P %S %Si %Cr %Ni %Mo %Al %Cu
Nº 1 0.043 0.23 0.007 0.005 0.03 0.01 0.02 - 0.048 0.01
Nº 2 0.033 0.21 0.009 0.009 <0.03 0.02 0.02 - 0.044 0.01
TABLA Nº 1- Composición química de los aceros utilizados
Propiedades mecánicasTemperatura de
Tratamiento
ºC
Cfin
ppm R02
(MPa)
Rm
(MPa) % A %Af
650
650
26
30
117
125
302
301
38
40
0
0
700
700
50
80
116
93
301
292
40
43
0
0
740
740
45
50
145
100
306
280
42
41
0
0
TABLA Nº 2 – Resultado de aceros descarburados en distintas condiciones de
atmósferas reactivas y temperaturas
INTRODUCCIÓN
EXPERIENCIASYRESULTADOS
ANÁLISISDELOSRESULTADOS
CONCLUSIONES
DESARROLLOFUTURO
Las exigencias de la industria en cuanto a poder fabricar piezas con un alto
índice de deformación plástica sin los inconvenientes que trae la presencia de
átomos intersticiales han originado el desarrollo de aceros de muy bajo contenido
de carbono y nitrógeno en solución sólida, que se conocen con el nombre de IF.
Algunos aceros de esta familia tienen a su vez la característica de poder envejecer
a la temperatura de horneado (BH) utilizada en túneles de pintura, este tipo de
acero se conoce con el nombre de IF-BH. Las bajas concentraciones de C y N se
consiguen con el agregado de Ti, Nb, Zr y V. Una vía alternativa es descarburar el
acero líquido en vacío (RH) para reducir el porcentaje de carbono entre 20 y 50
ppm. y neutralizando el N con Al.
En el laboratorio del CEMCOR-CIMM se están estudiando aceros con muy
bajo contenido de carbono, entre 20 y 80 ppm con capacidad de endurecimiento
por horneado (BH), a partir de aceros calmados al aluminio. Aprovechando el
recocido que se realiza en campana a las chapas deformadas en frío se podría
introducir una atmósfera reactiva de forma tal de reducir el contenido de carbono
pero conservando la calidad superficial de la chapa. En las experiencias de
laboratorio se emplearon los aceros calmados al aluminio que muestra la tabla 1.
Los resultados indicados en la Tabla 2 fueron obtenidos recociendo en
atmósfera húmeda de N -15% H con un punto de rocío superior a 28ºC. Se
observa que los aceros con concentración de C entre 25 y 100 ppm no envejecen a
temperatura ambiente ni en los ensayos deBake Hardening.
En la Tabla 3 se exhiben las propiedades mecánicas de muestras recocidas a
700ºC en atmósfera con punto de rocío superior a 28ºC. Se puede apreciar que
después de un skin-pass y envejecido a 170ºC durante 60 minutos no envejecen.
Las experiencias posteriores con punto de rocío menor a 28ºC se muestran en
la Tabla 4, en este caso sí se observa la aparición del endurecimiento producido
por el horneado a 170ºC. La Tabla además evidencia que distintos grados de
deformación superficial no han influido en el resultado del BH.
Las experiencias realizadas indican las condiciones experimentales que
limitan la obtención de una adecuada respuesta al BH. En atmósfera más oxidante
la ausencia de envejecimiento, o su equivalente la deformación Lüders, se
debería a la formación de dipolos C-O que inmovilizan al carbono . Para
atmósferas con menor potencial de oxígeno los tratamientos mostraron una
respuesta adecuada al BH lo que indicaría que en esas condiciones no se forman
los dipolos C-O generando carbonos móviles necesarios para el anclado de las
dislocaciones.
Las experiencias realizada mostraron que es posible obtener aceros BH
partiendo de aceros convencionales.
Se probó además que un contenido bajo de carbono no es suficiente para
garantizar respuesta al BH ya que ésta depende de las condiciones
particulares de la atmósfera.
El plan de trabajos contempla evaluar la influencia de estos tratamientos en las
propiedades de conformado de las chapas.
Referencia:
(1) B. F. Oliver, F. Garófalo, Trans. AIMEVol. 233, 1965 .p 1318
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