laminación
La capacidad de soportar los esfuerzos se puede definir en
base a la ductilidad en caliente, medida mediante ensayos de
torsión, tracción o compresión en caliente. Por ejemplo, en la
figura 8 se presentan curvas de ductilidad en caliente para diversos aceros al carbono, obtenidas por torsión. En este caso la
variable que se tiene en cuenta es el número de vueltas hasta
la rotura de la probeta. El ensayo se realiza a una determinada
velocidad de deformación, que varía según se desee reproducir
las condiciones del desbastador, el intermediario o el terminador.
una red en los bordes de los granos, por lo que también se los
llama sulfuros intergranulares. Los sulfuros del tipo III se forman
con tenores de oxígeno disuelto bajo, típico de los aceros calmados al aluminio.
Se puede observar, de acuerdo a la figura 9 (arriba), que los
aceros de bajo carbono normales presentan una ductilidad
muy alta, dentro de un amplio rango de temperaturas, que se
extiende hasta temperaturas más elevadas que las usuales en
laminación. Esto hace que estos aceros no sean proclives a presentar defectos relacionados con falta de ductilidad. Los aceros
de alto carbono, por su parte, tienen una ductilidad máxima
menor y dentro de un rango de temperaturas más bajo.
Los aceros de bajo carbono de corte libre (figura 9, abajo)
suelen estar apenas por encima del límite de trabajabilidad en
caliente, que se considera que es 1,7 vueltas hasta la rotura, y
generalmente a una temperatura elevada. Esto refleja el rol del
azufre en la caída de la ductilidad en caliente.
Efecto del azufre. La gran diferencia de ductilidad en caliente
entre los aceros de bajo carbono normales y resulfurados pone
de manifiesto el rol del azufre en la ductilidad en caliente. El
azufre se encuentra en solución en el acero líquido, y forma
sulfuros de manganeso sólo durante la solidificación. La razón
es que el producto de solubilidad del sulfuro de manganeso en
el acero líquido es elevado, por lo que las altas concentraciones
de Mn y S necesarias para formar el MnS se alcanzan recién en
el líquido interdendrítico enriquecido en soluto.
Figura 10. Influencia del contenido de S sobre la relación Mn/S necesaria
para evitar la formación de sulfuro de hierro [6].
Se ha relacionado la presencia de los sulfuros del tipo II, que
en los cortes longitudinales de productos laminados se presentan como cadenas de sulfuros alineados, como un factor que
favorece la apertura de punta [8]. Sin embargo, su presencia es
difícil de evitar en las condiciones de solidificación de los aceros
calmados al silicio–manganeso usuales para productos para la
construcción.
log [%Mn] [%S] = - 8194/T + 4,96
Si el manganeso es insuficiente, pueden formarse oxisulfuros y
sulfuro de hierro que por su punto de fusión (1190 oC) pueden
originar fragilidad en caliente. La relación Mn/S necesaria para
evitar la formación de oxisulfuros y sulfuro de hierro es menor
cuanto mayor es el contenido de azufre (ver figura 10).
Aun cuando no haya oxisulfuros o sulfuro de hierro, los sulfuros de manganeso pueden disminuir la ductilidad en caliente
de los aceros. La forma que adoptan los sulfuros durante la
solidificación está influenciada por la actividad del oxígeno disuelto en el acero. Se clasifican como tipo I, II y III (figura 11).
Si el contenido de oxígeno es elevado, se forman sulfuros del
tipo I, también denominados sulfuros globulares, de gran tamaño, generalmente ubicados en los espacios interdendríticos, y
acompañados a veces por óxido de manganeso, en cuyo caso
se los denomina oxisulfuros. Estos sulfuros globulares son los
deseados para los aceros de corte libre. Con un contenido de
oxígeno intermedio, se forman los sulfuros del tipo II, formando
Figura 11. Sulfuros tipo I (izquierda), tipo II (centro) y tipo III (derecha), de
acuerdo a la clasificación de Sims [7].
El rol del azufre en la apertura de punta estuvo claramente
presente en el estudio con laminador piloto antes mencionado,
ver figura 12. Se observa que a medida que el tenor de azufre
es más elevado, el número de pasadas hasta que se produce
la apertura de punta es menor [3].
25 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO