Hierro y Acero Edicion 83 | Page 24

24 Procesos y usos del acero
Publicaciones recientes han demostrado propiedades
mecánicas prometedoras con una considerable mejora en
la ductilidad [5] .
El proceso involucra templar austenita por debajo de la temperatura
de comienzo de la martensita, seguido por un tratamiento
de partición para enriquecer la austenita remanente
con carbono, por lo tanto, estabilizándola a temperatura ambiente,
el nuevo tratamiento térmico puede mejorar aún más la
resistencia sin tener que comprometer la ductilidad [4] .
Típicamente, los aceros Q&P tienen composiciones con
elementos aleantes similares a los aceros TRIP, esto hace a las
láminas de acero TRIP candidatos potenciales para el procesamiento
Q&P. Estos aceros son típicamente producidos mediante
un recocido intercrítico seguido de un austemperizado, con
adiciones de Si, Al o P para suprimir la formación de carburos
que usualmente acompaña la transformación bainítica [6] .
La herramienta producirá un componente con una sección
transversal en “U” o del tipo “sombrero”, algunos componentes
adicionales fueron añadidos al dado. Dos pasadores adicionales
son usados para guiar a la lámina en la posición correcta
dentro de la herramienta. Además cuatro resortes pequeños
los cuales soportan pasadores son montados por encima del
dado con el fin de prevenir que la lámina caliente entre en contacto
durante la fase de inserción de la lámina. Tanto el punzón
y el dado contienen barrenos en donde se colocarán resistencias
para mantener la temperatura de partición deseada.
La medición de temperatura es tomada en 3 ubicaciones en
la herramienta superior e inferior usando termopares tipo K.
Figura 1
Este proceso combinado ha sido aplicado recientemente
al acero laminado 22MnB5 [7] , en la presente investigación
aplicamos este mismo proceso en dos nuevos materiales que
fueron fabricados con el fin de mejorar el tratamiento de
temple y partición.
Materiales y Métodos
Condición de entrega
El acero 22MnB5 sin recubrimiento y rolado en frío producido
por Ternium © es seleccionado y estudiado en este artículo.
Dos aceros con alto contenido en Si y Mn fueron propuestos
por los autores e industrialmente rolados en frío también fueron
investigados y su composición química es mostrada en la
Tabla I. 1.6 % en peso de Si fue añadido al acero de alto Si con
el fin de suprimir la formación de carburos y 2.41% en peso de
Mn al acero alto en Mn para suprimir la formación de bainita.
Tabla I
Arreglo de la herramienta de formado.
Tratamiento térmico
El presente trabajo se enfoca en tres etapas principales
• Proceso Q&P
• Proceso de estampado en caliente convencional
• Proceso de estampado en caliente y Q&P
JUL-SEPT 2020 ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y ACERO AISTMEXICO.ORG.MX
C Mn Si Cr Ti B
22MnB5 0.24 1.23 0.21 0.01 0.03 0.003
Alto Si 0.43 1.16 1.56 0.01 0.04 0.007
Alto Mn 0.19 2.41 0.26 0.01 0.02 0.006
Composición química de los aceros 22MnB5,
alto Si y alto Mn (% en peso)
Diagramas CCT
Los diagramas CCT de los aceros investigados fueron determinados
mediante simulaciones de JmatPro y validados
por medio de pruebas de dilatometría de temple para medir
los puntos de temperaturas críticas, como las temperaturas
A c1
y A c3
, así como también las temperaturas de comienzo y
fin de la martensita.
Diseño de la herramienta de formado
La herramienta consiste en dos partes principales, un punzón
superior y un dado inferior tal como se muestra en la figura 1.
El objetivo es determinar las temperaturas y tiempos apropiados
para la partición de carbono de la martensita a la austenita
retenida.
En este momento de la investigación solo se ha completado
la primera etapa (proceso Q&P), de tal manera que solo se
mostrarán resultados de la misma. Actualmente se trabaja en
las dos últimas etapas.
Las investigaciones del proceso de temple y partición fueron
realizadas por dilatometría de temple, para la segunda y
tercera etapa, los experimentos se realizarán en la herramienta
de formado mostrada en la Figura 1.
Para la primera etapa los especímenes fueron calentados a
la temperatura de austenización de 920°C para el caso de los
aceros 22MnB5 y alto Mn y 940°C para el acero alto en Si, a
una velocidad de 10°C/s, sosteniendo en la temperatura anteriormente
mencionada durante 3 minutos. Posteriormente