Laminación
Laminación
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elongación (% EL ) de los alambrones y varilla . Para ambos productos los elementos considerados para la composición química fueron : C , Mn , P , S , Si , Cu , Ni , Cr , V , Ti , Nb , Mo , B , Al , Sn . Para el alambrón se consideró la temperatura antes del BGV ( TBGV ) entre 852-972 ° C , la temperatura de caída del cabezal forma espiras ( embobinado ) ( TCFH ) 852 - 964.2 ° C , el diámetro del núcleo ( Da ) y el diámetro de la costilla ( Desp ).
En el caso de los aceros medio carbono ( varilla ) se tomó en cuenta la temperatura registrada antes de entrar a la mesa de enfriamiento ( AEN ), las cuales oscilan entre 801 - 1045 ° C y las dimensiones tomadas en cuenta son el diámetro de la costilla ( Desp ) y diámetro del núcleo ( DN ). Se analizaron 7,038 datos en 223 coladas para varilla ( aceros medio carbono ) y 124 coladas para alambrón ( acero bajo carbono ). La metodología para el análisis estadístico se esquematiza en la Figura 1 .
Para la validación del modelo matemático se utilizó una correlación lineal de datos obtenidos de los ensayos de pruebas mecánicas vs . los datos estimados a partir de las ecuaciones propuestas . Adicionalmente también se validó con un modelo matemático que considera aspectos microestructurales , para lo cual se caracterizó la microestructura de una muestra representativa del proceso para aceros medio carbono ( varilla ), la cual se preparó metalográficamente utilizando etapas sucesivas de desbaste y pulido con lijas de SiC y pasta de diamante de 3 micras para cada una de ellas . La muestra fue atacada con nital al 2 % y para las observaciones se utilizó un microscopio óptico Keyence VHX-7000 .
Figura 1 resistencia a la tensión ( 1 ), esfuerzo de cedencia ( 2 ) y % de elongación ( 3 ) presentan un valor para R 2 de 87.3 %, 85.93 % y 50.86 % respectivamente .
RT ( kg / mm 2 ) = 3602 + 4719 C + 1560 Mn + 2354 Si + 8450 P - 1005 Cr + 60 Mo + 3160 Ni + 482 Cu - 22100 B + 0.465 TBGV – 1.737 TCFH + 0.456 Da + 1.278 Desp ( 1 )
Fy ( kg / mm 2 ) = 3459 + 2842 C + 133 Mn + 2424 Si + 1460 P - 542 Cr - 8610 Mo + 3420 Ni + 770 Cu - 27140 B - 0.401 TBGV – 1.308 TCFH + 1.109 Da + 84 Desp ( 2 )
% EL = 4238 - 20 C + 858 Mn - 5590 Si + 1.78 TBGV - 3.10 TCFH - 496 Da + 565 Desp + 428 Cr + 26500 Mo + 121900 V - 4370 Cu + 110 Ni - 17900 N ( 3 )
En la Figura 2 se presenta el diagrama de Pareto de los efectos estandarizados para la resistencia a la tensión ( RT ), donde se puede observar que la variable con mayor efecto sobre esta propiedad es el % C seguido del % Si , el diámetro de la costilla y la temperatura antes del BGV . Por otro lado , las variables de menor efecto son el % Mo y el % Mn .
Investigaciones previas reportan que el manganeso contribuye a la resistencia y dureza del acero , pero en menor medida que el carbono y , además , afecta favorablemente la forjabilidad y la soldabilidad [ 6 ] esto concuerda con lo observado en la figura 2 donde es evidente el mayor efecto del C sobre la RT en comparación con el Mn .
Figura 2
Diagrama de Pareto de los efectos estadísticos para RT en aceros bajo carbono .
Diagrama de flujo de la metodología para el análisis estadístico .
Resultados y discusión Alambrón bajo carbono
La influencia de los elementos presentes en aceros bajo carbono se encuentra previamente reportada , elementos que exhiben un efecto en el esfuerzo de cedencia son C , Si , Mn , S , Ni , Cu y Ca [ 3 ] . Es bien sabido que el contenido de C en acero contribuye a la resistencia a la tensión [ 2 ] así como Si , S , Ca [ 3 ] . Los elementos con mayor influencia en el % de elongación son : C , P , Si , Cu y Mn
[ 5,6 ]
. Las ecuaciones obtenidas a partir del análisis estadístico en este trabajo para determinar las propiedades mecánicas para aceros bajo carbono ( alambrones ) son :
En la Figura 3 se muestra que para el esfuerzo de cedencia las variables de % C , % Si , % Ni y % B son las que mayor efecto presentan . En la literatura se ha documentado previamente el efecto positivo sobre el esfuerzo de cedencia de C , Si y Ni , además , es importante mencionar que el boro es un excelente formador de nitruros de boro ( NB ) y estabilizador de la austenita , además de que contribuye a incrementar el tamaño de grano de esta fase . Adicionalmente , el boro produce una disminución del endurecimiento por deformación debido a una reducción en el contenido de nitrógeno en solución sólida , lo cual podría explicar por qué se utiliza en aceros bajo que requieren una alta ductilidad y una relación límite elástico-resistencia a la tensión para su trefilado en alta velocidad [ 8 ] .
Así mismo se observó que las variables de menor efecto sobre esta propiedad fueron % Mn y % P .
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