Laminación
Laminación
7 tercera y última generación están los aceros con medio contenido de manganeso , que cuentan en su composición de un 3-12 % de Mn [ 2 ] . Estos aceros , han causado interés debido a que presentan un mayor porcentaje de deformación y resistencia en comparación de la primera generación y no contienen elevados elementos aleantes , lo que resulta una disminución de costos en el proceso de fabricación con respecto a los de la segunda generación . Al hablar de aceros medio Mn , se habla de aceros multifásicos , los cuales pueden estar compuestos de fase de ferrita ( α ), austenita ( γ ), martensita ( α ´) y / o bainita [ 2 ] .
Al estudiar los aceros con un contenido medio de Mn es importante el diseño del ciclo termomecánico ya que , modificando variables durante el procesamiento , se presentan cambios significativos en las propiedades mecánicas del acero . Cuando un acero con un contenido medio de Mn se somete a diferentes temperaturas de laminado , caliente , tibio o frío , antes de un recocido intercrítico , resultan microestructuras con morfologías diferentes [ 3 ] . Por ejemplo : después de un laminado en caliente generalmente exhibe una microestructura martensítica ( α ´) debido a su gran templabilidad . Durante el recocido intercrítico ocurre una redistribución del Mn y C hacia la austenita ( γ ) proporcionándole la estabilidad termodinámica necesaria para que no transforme
[ 4 ]
, obteniendo así , una microestructura dúplex de ferrita ( α ) y austenita ( γ ) con morfología laminar [ 5 ] . El laminado en frío genera una estructura mayormente deformada , dando lugar a microestructuras equiaxiales conformadas por ferrita ( α ) y austenita ( γ ) después de un recocido intercrítico [ 6 ] . En el laminado en tibio se presenta la fase de martensita ( α ´) y algunos granos de ferrita ( α ) severamente deformados , los cuales después del recocido intercrítico transforman a granos de austenita ( γ ) y ferrita ( α ) con morfología laminar y equiaxial [ 7 ] .
Los ensayos de compresión son uno de los tipos más fundamentales de pruebas mecánicas , junto con las pruebas de tracción y flexión . Los ensayos de compresión permiten evaluar la integridad y seguridad de los materiales , componentes y productos durante varias fases del proceso de fabricación . Para que un material se seleccione para una nueva aplicación o producto , debe demostrar la capacidad de resistir cualquier fuerza mecánica que encuentre en su aplicación de uso final [ 8 ] .
Metodología Fabricación y laminación del acero MMS
El acero se fabricó en un horno al vacío con capacidad de 5 kg ubicado en el Instituto de Investigación en Metalurgia y Materiales de la UMSNH . La materia prima fue un acero 1018 , se adicionó Mn electrolítico , ferro-silicio y aluminio . La composición química obtenida se muestra en la Tabla 1 , la cual se obtuvo por espectrometría de emisión de chispa de acuerdo con la norma ASTM E415 / 15 . Se vaciaron lingotes cuadrados de 45 mm de lado que posteriormente siguieron dos rutas de deformación en un laminador de laboratorio de 50 ton . La primera ruta consistió en una laminación en caliente a 1200 0 C hasta obtener placas con espesor de 13 mm seguido de un enfriamiento al aire . Como segunda ruta , se realizaron dos laminaciones , una en caliente a 1200 0 C con enfriamiento al aire , hasta lograr 13 mm de espesor y posterior a esta , una laminación en tibio a 680 0 C con enfriamiento al aire , obteniendo un espesor final de 9 mm ; en la figura 1 se muestra el esquema de las dos rutas del proceso termomecánico .
Condiciones de TTRI
Para conocer el intervalo de temperaturas de la región intercrítica , se emplearon las ecuaciones empíricas de Andrews ( Ec . 1 y Ec . 2 ) [ 9 ] [ 10 ] , obteniéndose 663.4 0 C y 906.6 0 C , para Ac1 y Ac3 respectivamente . Posterior al proceso de laminación por ambas rutas , se realizó un tratamiento de recocido intercrítico , TTRI a 700 0 C , con un tiempo de permanencia de 2 horas . En la figura 2 a ) se presenta el diagrama TTT donde se indica la condición del tratamiento térmico de recocido intercrítico realizado y 2 b ) el diagrama CCT , donde se muestra el comportamiento aproximado de enfriamiento al aire , donde es posible ver que no se toca ninguna curva de transformación ; tales diagramas se obtuvieron con el programa JMat Pro ®.
Tabla1
Composición química del acero con medio contenido de Mn
Ac1 ( 0 C ) = 723 −10.7 % Mn −13.9 % Ni + 29 % Si + 16.9 % Cr + 290 % As + 6.38 % W Ec . 1
Ac3 ( 0 C ) = 910 – 203 % C −15.2 % Ni + 44.7 % Si + 104 % V + 31.5 % Mo + 13.1 % W Ec . 2
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