Comportamiento mecánico y evolución microestructural por inversión de la deformación en caliente de aceros en fase austenita

Resumen

TITULO: COMPORTAMIENTO MECÁNICO Y EVOLUCIÓN MICROESTRUCTURAL POR INVERSIÓN DE LA DEFORMACIÓN EN CALIENTE DE ACEROS EN FASE AUSTENITA RESUMEN: Durante la laminación en caliente de planchones de acero, cada zona de los mismos experimenta cambios significativos en temperatura, velocidad de deformación y sentido de deformación, desde que entra en contacto con los rodillos de laminación hasta que sale. Se ha demostrado que estas condiciones variables pueden tener importantes efectos sobre la microestructura del material, asi como sobre el comportamiento mecánico del mismo. Por lo tanto, 1 omisión de la variabilidad de estas magnitudes supone una fuente de error significativa en todo intento de modelado de la evolución microestructural dinámica (durante el proceso de deformación) y estática (entre las diferentes pasadas de laminación), al mismo tiempo que del modelado del comportamiento mecánico. Este hecho ha generado la necesidad por un lado, de tener una mayor y mejor comprensión de las relaciones entre los cambios de estas variables (causa) y sus efectos, y por el otro, la necesidad de proponer modelos matemáticos que predigan tales relaciones. El trabajo expuesto en esta memoria se ha centrado en el efecto de la inversión de la deformación a altas temperaturas sobre los aceros en fase austenita. Para estudiar este efecto, el trabajo se ha basado en la realización de ensayos de torsión en caliente a través de los cuales se ha podido analizar: El efecto de las diferentes variables de deformación sobre la respuesta mecánica en caliente, añadiendo el efecto de la inversión como nueva variable. En este punto, se ha abordado el modelado de las curvas de fluencia bajo condiciones constantes de deformación como con cambios de sentido de carga. La evolución microestructural de la austenita deformada bajo condiciones monótonas y de inversión, se ha utilizado la técnica de difracción de electrones retrodispersados (EBSD), con su aplicación a la microscopía de imágenes por orientación OIM, para la caracterización de las diferentes microestructuras de deformación en caliente obtenidas en un acero inoxidable austenítico 304. Esta caracterización se ha realizado atendiendo a criterios de desorientación cristalográfica a diferentes escalas. El efecto de la inversión de la deformación sobre las cinéticas de ablandamiento, además del efecto sobre la precipitación inducida por deformación en el caso del acero microaleado con Nb. En este punto, se ha prestado atención especial a la relación entre los resultados experimentales y los modelos existentes para el estudio de las cinéticas anteriores. Parte de este trabajo se ha desarrollado dentro de un proyecto europeo financiado por la CECA (n° 7210.PR/291) y titulado "Constitutive Modelling for Complex Loading in Metal Forming Processes , entre los años 2001-2004. During hot fíat rolling of steel slabs, every material volume undergoes non- negligible temperature, strain rate and deformation direction changes. These changes take place from the moment the materials contacts the rolls until it exits. it has been shown that these variable conditions can affect significantly the material microstructure and the mechanical behaviour as well. Consequently, as long as these variations are not considered, any proposed model for both static and dynamic microstructural evolution and mechanical behaviour during rolling will contain important error sources. Obviously, on one hand, a better and wider understanding of the relationship between changing process variables and their effects is required. On the other hand, predictive models should not overlook those changing conditions. The present work is focused on the hot strain reversal effect on steels in austenite phase. in order to analyze its effect, hot torsion tests have been performed. These tests have allowed to study: ¿ The effect of the different deformation conditions on the hot mechanical response, adding the strain reversal as a new variable. At this point, modelling of the stress-strain curve under monotonic and strain reversal conditions has been tackled. ¿ Microstructural evolution of the deformed austenite under monotonic and strain reversal conditions. EBSD (Electron Backscattered Diffraction) technique has been used for the microstructural characterization of the hot deformed substructure in a 304 austenitic stainless steel by means of its application to imaging orientation Microscopy (OIM). This characterization has been carried out regarding crystallographic criteria at different length scales. ¿ The effect of the strain reversal on the softening kinetics and on the strain induced precipitation in the Nb microalloyed steel case. Special attention has been paid to the relationship between experimental results and current models for the kinetics mentioned before. The present work was partly developed within a European project entitled "Constitutive Modelling for complex Loading in Metal Forming Processes" financiany supported by ECSC (n 7210.PR/291), from 2001 to 2004