Relación microestructura-propiedades mecánicas en aceros microaleados con nb-ti y desarrollo de una herramienta para la reconstrucción cristalográfica de la austenita a partir de microestucturas martensíticas

Resumen

En la primera parte de esta tesis se han llevado a cabo ensayos de compresión plana para producir diferentes microestructuras austeníticas con dos aceros de bajo contenido en carbono microaleados con niveles de Nb distintos (0.04 y 0.11%), seguido de una etapa de simulación del bobinado a temperaturas entre 500 y 700ºC. Las microestructuras obtenidas se han caracterizado mediante microscopía óptica, EBSD y TEM. Para ambos aceros se han obtenido tamaños de grano de austenita y niveles de deformación acumulada similares. Como consecuencia, se ha observado que en estas condiciones aumentar el contenido de Nb no tiene apenas efecto en el tamaño de grano de las microestructuras transformadas. Por otro lado, se ha caracterizado la resistencia de las microestructuras transformadas por medio de ensayos de tracción. También se ha estudiado el efecto de la textura en la tenacidad y la anisotropía en el acero de bajo Nb para dos de las condiciones investigadas (microestructura austenítica recristalizada y microestructura austenítica deformada). Para ello, se han realizado ensayos Charpy sobre muestras mecanizadas a diferentes direcciones respecto de la dirección de laminación (a 0º y a 45º). La segunda parte de esta tesis trata sobre el desarrollo y validación de una herramienta para la reconstrucción cristalográfica de la austenita a partir los datos de orientaciones obtenidos mediante EBSD de una microestructura martensítica templada. Primeramente, se ha utilizado una aleación modelo Fe-30Ni para la validación del método de reconstrucción y optimización de los parámetros implicados en el mismo. Para ello, se han llevado a cabo ensayos de torsión con el fin de producir distintas microestructuras austeníticas (recristalizada, deformada y parcialmente recristalizada) sobre las que se han realizado barridos de EBSD. Tras aplicar un temple sub-cero, se produce la transformación de fase austenitamartensita, por lo que es posible caracterizar las mismas zonas mediante EBSD, aplicar el método de reconstrucción y validar los resultados mediante la comparación con los barridos llevados a cabo sobre la austenita. Se ha visto que una vez seleccionada una relación de orientación adecuada, el método es robusto a la variación del resto de parámetros. Asimismo, se han obtenido buenos resultados de reconstrucción para todas las microestructuras estudiadas, incluyendo la capacidad de reconstruir maclas. Además, se han comparado los resultados del método descrito en esta tesis con los determinados mediante otros métodos de reconstrucción disponibles, siendo los resultados comparables y mostrando buena resolución angular en comparación con los otros métodos. Por otro lado, también se han comparado los resultados de la reconstrucción con los obtenidos mediante técnicas metalográficas convencionales. Para ello, se han analizado muestras correspondientes a aceros bajo-medio carbono martensíticos que presentan una gran facilidad para el revelado de las juntas mediante el ataque Bechet-Beaujard. El procedimiento de reconstrucción se ha aplicado a los datos obtenidos mediante EBSD y se han caracterizado las mismas áreas de análisis utilizando técnicas metalográficas convencionales. Se han comparado los tamaños de grano y las morfologías microestructurales determinadas mediante ambas técnicas en función del procesamiento de datos. Se ha visto que el análisis de la coherencia de las maclas presentes en la microestructura es crítico a la hora de obtener resultados comparables entre las dos técnicas.