Evolución del estado macroscópico, microestructural y cristalográfico durante el conformado en caliente de aceros resulfurados

Resumen

Una calidad superficial alta de los aceros es fundamental en los procesos de obtención del acero durante la colada continua con el fin de evitar rechazos del material lo cual supone un aumento del coste de la producción. En este sentido, los aceros con maquinabilidad mejorada o de fácil mecanizado como los aceros resulfurados presentan algunas singularidades que pueden afectar a la calidad de los aceros y junto con el problema que presentan de su baja ductilidad en caliente, son susceptibles a la formación de grietas tanto en la superficie como en el interior. La posible aparición de las mismas resulta crítica durante las operaciones de enderezado y las primeras pasadas de laminación. La baja ductilidad en caliente de estos aceros es debido por un lado. a la alta fracción en volumen de inclusiones de sulfuro de manganeso que durante los procesos de deformación en caliente actúan como puntos de nucleación de cavidades por decohesión de la intercara matriz-inclusión, facilitando la propagación de grietas. Este problema se agudiza además con la inevitable presencia de segregaciones. Por otro lado, la presencia de compuestos, tales como el FeS, de bajo punto de fusión (<1000ºC) causan el “quemado del acero” con la consiguiente pérdida de ductilidad por la aparición de grietas intergranulares. En el contexto de la deformación del acero los procesos de recristalización dinámica existentes, que varían la naturaleza de la matriz, también influencian la deformabilidad de las inclusiones. En este sentido, es importante la resistencia relativa existente entre la matriz y la inclusión. Además la naturaleza cristalográfica de laspropias inclusiones junto a las relaciones de orientacion de las mismas con respecto a la matriz también determinan el grado de deformabilidad de las inclusiones. Este trabajo se ha centrado en los factores, tanto micro y macroestructurales así como cristalográficos, que pueden afectar al proceso de laminación y a la aparición de grietas superficiales. Para la determinación de estos factores se han tenido en cuenta todos los aspectos que forman parte en el proceso de colada continua, en el horno de recalentamiento y en las primeras pasadas de la laminación. Para ello, se han realizado ensayos de torsión, compresión en caliente monótonos, es decir, incluyendo diferentes modos de deformación y a diferentes temperaturas y velocidades de deformación, con el objetivo de simular algunas de las condiciones que se dan durante las primeras pasadas de la laminación (desbaste). La evolución del daño se ha estudiado mediante la realización de ensayos monótonos interrumpidos. Se ha realizado un estudio microestructural de la superficie del material bruto de colada y del mismo sometido a diferentes procesos de oxidación, simulando las condiciones que se dan en el horno de recalentamiento previo a la laminación. La presencia de marcas de oscilación, oxidación, grietas, alineación de inclusiones y otro tipo de defectos pueden facilitar la aparición o propagación de grietas ya existentes durante el desbaste. También se ha realizado un detallado estudio de la distribución y deformabilidad de las inclusiones de sulfuro de manganeso en diferentes zonas del material. La presencia de aglomeraciones y alineaciones de inclusiones afectan negativamente en la ductilidad puesto que favorece la formación y propagación de grietas. Por otro lado, factores como el tamaño, forma, fracción en volumen, composición química, plasticidad y naturaleza cristalográfica de las inclusiones influyen de forma intrínseca en su deformabilidad. La realización de ensayos mecánicos monótonos interrumpidos ha permitido el estudio de la influencia de las inclusiones y su deformación en los mecanismos de nucleación, crecimiento y coalescencia de cavidades