Study of the effect of Mo addition on the austenite microstructure evolution during hot rolling of Nb microalloyed steels. Application to thin slab direct rolling technologies

Resumen

Hoy día la producción de aceros microaleados con Nb mediante rutas de Colada Continua de Planchón Delgado y Laminación Directa está ampliamente extendida. El Nb, bien en solución sólida o en forma de precipitado inducido por deformación, es capaz de retrasar los procesos de ablandamiento que se dan en la austenita durante la laminación. Como resultado, durante su conformado en caliente la austenita puede acumular deformación aumentando así la densidad de lugares de nucleación para la transformación de fase. En consecuencia, se favorece la obtención de microstructuras finales más finas, y por lo tanto, con resistencia y tenacidad mejoradas. Sin embargo, la exigencia de propiedades mecánicas cada vez más altas hace que en el caso de algunas de las calidades el efecto del Nb no sea suficiente para cumplir las especificaciones. En estos casos, la adición de Mo, que favorece la aparición de fases de transformación de no equilibrio con propiedades mecánicas mejoradas, se abre como una posible nueva vía. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el Mo también puede ejercer un efecto sobre los procesos de ablandamiento que se dan durante la laminación en caliente. El objetivo de este trabajo ha sido, pues, el estudio del impacto de la adición de Mo sobre la evolución microestructural de la austenita durante la laminación en caliente de aceros microaleados con Nb. Para ello, se han simulado los procesos de laminación mediante ensayos de torsión llevados a cabo con aceros microaleados con Nb y Mo. Mediante el análisis de los datos obtenidos se ha modelizado el efecto del Mo en las cinéticas de los procesos de ablandamiento (recristalización estática, dinámica y metadinámica) que se pueden dar durante la laminación en caliente de los aceros microaleados con Nb. Así mismo, se ha realizado un estudio metalográfico de las microstructuras desarrolladas. Por otra parte, también se ha investigado la interacción de los procesos de precipitación inducida por deformación de carbonitruros de Nb con los procesos de recristalización. Mediante un análisis de los datos encontrados en la bibliografía se ha desarrollado una expresión basada en la propuesta originalmente por Dutta y Sellars para la predicción del tiempo de inicio de precipitación inducida por deformación válida para un amplio rango de contenidos de Nb, C y N. La ecuación se ha validado mediante la comparación de los datos experimentales de ablandamiento entre pasadas obtenidos a partir de ensayos de torsión multipasadas y los resultados de un modelo basado en ecuaciones semi-empíricas que considera el efecto de los elementos en solución sólida y de la precipitación inducida por deformación sobre la recristalización. Finalmente, las expresiones para la predicción de cinéticas de recristalización y de precipitación inducida por deformación derivadas en el presente trabajo se han introducido en un modelo de evolución microestructural desarrollado en trabajos previos en el CEIT. Éste permite evaluar la distribución de granos de austenita que se obtiene después de cada pasada de deformación, y por tanto, la aparición de posibles heterogeneidades microestructurales. El modelo se ha utilizado para simular la evolución microestructural de aceros Nb y Nb-Mo deformados siguiendo distintas secuencias de laminación típicas de procesos de Laminación Directa de Planchón Delgado.