Abstract:
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En el presente estudio se evalúa el comportamiento a fluencia de tres aceros al carbono con distinto contenido en silicio. Las curvas experimentales de fluencia se han obtenido a partir de ensayos de compresión en caliente, realizados sobre probetas cilíndricas en una máquina universal de ensayos, que disponía de un horno de calentamiento por radiación adaptado al sistema. Los ensayos se realizaron a velocidades de deformación constante sobre un intervalo de 3·10-4 s-1 a 0,1 s-1, y a las temperaturas de 1100 ºC, 1050 ºC, 1000 ºC y 950 ºC.
Mediante modelos propuestos en la literatura se analizaron los resultados de los fenómenos
de endurecimiento y ablandamiento que tienen lugar durante la deformación en caliente. Los
tres aceros estudiados presentan ablandamiento por dos mecanismos: restauración dinámica y recristalización dinámica. Para evaluar el endurecimiento y el ablandamiento por
restauración dinámica se empleó el modelo de Estrin, Mecking y Bergström, y se calculó el
parámetro de ablandamiento, Ω y el parámetro de endurecimiento, U. La recristalización
dinámica se estudió desde el punto de vista de la cinética empleando parámetros como el
exponente de Avrami, k, y el tiempo para el 50% de recristalización, t50%. Así mismo, para
obtener una descripción completa del comportamiento a fluencia se emplearon ecuaciones
cinéticas (rate equation). A partir de tratamiento matemático de los datos obtenidos fue
posible el cálculo de curvas teóricas, que se ajustaban muy bien a los datos experimentales,
validando de esa manera el modelo empleado.
Los resultados experimentales muestran que el silicio influye claramente el comportamiento
a fluencia del acero. Se ha observado que al aumentar el contenido de silicio, se retrasa el
inicio de la recristalización dinámica. Así mismo, y como es habitual en el comportamiento a
fluencia, la deformación máxima aumenta conforme se disminuye la velocidad de deformación del ensayo y se disminuye la temperatura.
La cinética de recristalización es similar en los tres aceros, si bien ésta es dependiente de las condiciones de conformado (temperatura y velocidad de deformación) tal y como muestra la
dependencia del exponente de Avrami, k, con el parámetro de Zener-Hollomon, Z. Esta variación puede ser interpretada en términos de una diferencia en los lugares de nucleación
y la transición de múltiple a pico único en las curvas de fluencia. Los resultados experimentales referentes al término de endurecimiento U muestran una ligera dependencia
con las variables de conformación (temperatura y velocidad de deformación), mientras que el
parámetro Ω se muestra constante con Z, en el caso de los aceros estudiados. |