Comportamiento mecánico y evolución microestructural de aceros deformados a temperaturas intermedias mediante la aplicación de diferentes modos de deformación

Resumen

Los procesos de aplanado o enderezado se aplican tras el conformado en caliente para garantizar que el material disponga de la calidad superficial necesaria para su posterior aplicación práctica. La secuencia de carga aplicada durante el proceso supone que cada elemento diferencial de la chapa o perfil a un lado y a otro de la fibra neutra sufra un proceso de pequeñas deformaciones plásticas con inversiones cíclicas de la deformación. Tradicionalmente, estas operaciones se han realizado en frío, aunque en los últimos años en las líneas de producción de chapa se aplica un pre-aplanado a temperaturas intermedias después de la laminación en caliente. En la industria, se ha comprobado que las operaciones de aplanado no controlado pueden afectar negativamente a las propiedades mecánicas del material. Sin embargo, la evolución mecánica y micorestructural durante los procesos de aplanado a temperaturas intermedias es un tema que todavía no ha sido estudiado. El trabajo expuesto en esta memoria se ha centrado en el estudio del efecto de las inversiones cíclicas de la deformación a temperaturas intermedias, en el comportamiento mecánico y en la evolución microestructural de dos aceros de bajo carbono. Para estudiar este efecto, el trabajo se ha dividido en los siguientes puntos: ¿ Se ha estudiado el efecto de la inversión de la deformación en la transformación de fase austenita-ferrita. Este estudio se ha realizado mediante ensayos de torsión de múltiples pasadas bajo enfriamiento continuo y condiciones estáticas y a temperatura constante y condiciones dinámicas. ¿ Se han realizado ensayos de torsión de múltiples pasadas con inversiones cíclicas de la deformación a temperatura constante, en el intervalo de temperaturas comprendido entre 800 y 500 ⁰C, para estudiar el efecto de las variables de proceso (deformación previa de la austenita, velocidad de enfriamiento, temperatura de ensayo, etc.) en el comportamiento mecánico y microestructural del material durante el aplanado en caliente del acero. ¿ Se ha propuesto un modelo de plasticidad mixto isótropo-cinemático para describir las curvas tensión deformación producidas por las inversiones cíclicas de la deformación. Se ha introducido el concepto de deformación equivalente efectiva que permite, en primera aproximación, explicar muchos de los efectos producidos por la inversión de la deformación en la evolución mecánica y microestructural. ¿ Se ha diseñado un ensayo de flexión cíclica inversa para reproducir de forma más realista los procesos de aplanado. El ensayo se basa en el ensayo de flexión en tres puntos y muestra la peculiaridad de poder realizarse bajo diferentes ciclos termomecánicos. Además, se ha implementado un modelo de elementos finitos del ensayo para poder estudiar el efecto de las condiciones de contorno en la respuesta mecánica durante la flexión. Este trabajo se ha desarrollado dentro de un proyecto europeo financiado por el Programa de Investigación del Fondo de Investigación del Carbono y el Acero titulado ¿Optimization of Finishing Processes for Eliminating Rectification of Plate And Section Products¿ desde Julio de 2007 hasta Diciembre de 2010. El principal objetivo del proyecto ha consistido en optimizar los procesos de aplanado y de enderezado en caliente/tibio con el fin de eliminar (reducir) el proceso en frío. En este proyecto, además de CEIT han participado Corus (ahora Tata) Steel UK Limited (Reino Unido), Riva Acciaio SpA (Italia) y Akademia Gorniczo-Hutnicza (Polonia).