Efecto del contenido de carbono en la resistencia mecánica de un acero deformado bajo condiciones de trabajo en caliente

Abstract

Es bien conocida la importancia de desarrollar modelos constitutivos capaces de predecir con precisión los cambios del esfuerzo de fluencia durante la deformación plástica, para una condición dada de temperatura y velocidad de deformación, y así determinar la respuesta correcta del material en términos de su comportamiento mecánico y, en consecuencia, predecir la respuesta de estas aleaciones cuando son conformadas bajo condiciones de trabajo en caliente. Es así como se planteó como objetivo estudiar el efecto del C en el comportamiento a fluencia de un acero al carbono, a objeto de obtener las ecuaciones que describen la relación entre dicho parámetro y la microestructura, temperatura y tasa de deformación. La descripción constitutiva se desarrolló inicialmente a partir del análisis de curvas de fluencia, obtenidas a partir de ensayos de compresión axisimétricos, que implicó la deformación del material a temperaturas en el intervalo de 900 °C a 1100 °C y distintas velocidades de deformación: 0,0005 s-1, 0,001 s-1, 0,01s-1 y 0,1 s-1. La conceptualización y modelización del comportamiento del material durante la deformación fue caracterizado rigurosamente, sobre una base racional. Es así como para efectos de este estudio se tomó la metodología y modelos propuestos en la literatura [Follansbee and Kocks, 1988; Follansbee and Gray, 1989; Follansbee et ál., 1990; Follansbee, 2010; Follansbee, 2012; Puchi-Cabrera, 2005], determinando de esta forma, entre otras cosas, la dependencia del esfuerzo de fluencia con la temperatura y tasa de deformación, así como, esfuerzo crítico para el inicio de la recristalización dinámica y el esfuerzo de estado estacionario. Es importante destacar que en la metodología desarrollada se planteó el uso de un único valor para la energía de activación, el cual se aproximó al valor de energía requerida para la auto-difusión de la Fe en austenita. Dentro de los resultados más relevantes se puede destacar que, para las aleaciones en estudio, se pudo verificar el efecto de ablandamiento relacionado con el incremento del contenido de C en las propiedades mecánicas de los Aceros, cuando estos son conformados en caliente. It is well known the importance of developing constitutive models able to accurately predict changes in yield stress during plastic deformation, for a given temperature and strain rate condition, and determine the correct response of the material in terms of its mechanical behavior and therefore predict the response of these alloys when they are formed under hot working conditions. Thus arose the objective of studying the effect of C in the creep behavior of a carbon steel, in order to obtain the equations describing the relationship between the parameter and the microstructure, temperature and strain rate. The constitutive description was initially developed from analysis of flow curves obtained from compression tests axisymmetric, involving deformation of the material at temperatures in the range of 900 ° C to 1100 ° C and different strain rates: 0 , 0005 s-1, 0.001 s-1, 0.01 s-1 and 0.1 s-1. Conceptualization and modeling of the behavior of the material during deformation was characterized rigorously, on a rational basis. Thus, for purposes of this study methodology and models proposed in the literature [Follansbee and Kocks, 1988 was taken; Follansbee and Gray, 1989; Follansbee et al., 1990; Follansbee, 2010; Follansbee, 2012; Puchi-Cabrera, 2005], thereby determining, among other things, the dependence of yield stress with temperature and strain rate and, critical stress for the onset of dynamic recrystallization and steady state stress. Importantly, the methodology developed using a unique value for the activation energy, which approached the value of energy required for self-diffusion of Fe in austenite is raised. Among the most important results it can be noted that for the alloys under study, it was observed the softening effect associated with increasing C content on the mechanical properties of steels, when they are hot formed.