Deformacion De La Materia

DEFORMACION DE LAS MATERIAS
ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA, Vol. 18, (2001)

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INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN EN EL COMPORTAMIENTO
MECÁNICO DE ALAMBRES DE ACERO TREFILADOS
F. Gálvez, J. M. Atienza, J. Ruiz, M. Elices
Universidad Politécnica de Madrid
Departamento de Ciencia de Materiales
E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos. c/ Prof. Aranguren s/n, 28040 Madrid

Resumen.El presente trabajo es un estudio experimental del efecto de la velocidad de deformación en el
comportamiento mecánico de alambres de acero trefilados. Se han realizado por una parte ensayos
convencionales de tracción con una máquina universal de ensayos y por otra ensayos de compresión a
altas velocidades de deformación con una barra Hopkinson. En el estudio se han empleado varios
alambrescon distinto contenido de carbono, y en distintas etapas del proceso de trefilado. Los resultados
obtenidos muestran que la velocidad de deformación puede ser un factor a tener en cuenta en la
modelización numérica del proceso de trefilado, al menos en las primeras etapas del proceso.

Abstract. This paper is an experimental study of the strain rate effect on the mechanical behaviour of
drawnsteel wires. On the one hand, conventional tensile tests have been performed with a universal
testing machine and on the other hand compression tests have been performed with a Hopkinson bar.
Wires with different carbon content and from different drawing stages have been studied. The
experimental results show that the strain rate can be a key factor in the numerical modeling of the drawingprocess, at least in the initial stages of the process.

1. INTRODUCCIÓN
El alambre de acero trefilado es un material de gran
interés industrial. Se emplea masivamente en las obras
del hormigón pretensado, en los cables de la minería y
de la industria pesquera y en la industria del automóvil,
como hilos muy finos para refuerzo de neumáticos.
El proceso de trefilado con el que se obtienenestos
alambres es una de las más antiguas operaciones de
conformado de metales y consiste, esencialmente, en
reducir las dimensiones de una barra haciéndola pasar a
través de una matriz por estirado en frío.
El trefilado se lleva a cabo normalmente a temperatura
ambiente y se trata de un proceso multipaso en el que se
obliga al material a pasar por varias hileras (el número
oscila normalmenteentre 7 y 20, dependiendo de la
reducción deseada) colocadas en serie. Las reducciones
que se alcanzan en el proceso pueden llegar al 90 % de
sección [1].
En los últimos años, el desarrollo de la industria de
fabricación de alambres se ha caracterizado por la
demanda de productos de mayor calidad obtenidos en
menos tiempo [2]. Esto ha obligado a aumentar las
velocidades de trefilado,llegándose a alcanzar en el

material velocidades de deformación del orden de 1000
s-1 e incluso 10000 s-1 en las últimas etapas del proceso.
Pero a la vez, nunca hasta ahora la calidad de los
productos había jugado un papel tan decisivo en la
industria. Hoy en día, las grandes empresas del sector
tienen sus propios centros de investigación y utilizan
modernas herramientas de calculo numéricopara
simular los procesos y controlar los factores que pueden
influir en los mismos [3-6], minimizando los riesgos de
rotura del alambre.
En estas simulaciones se emplea una ecuación de
comportamiento mecánico del material obtenida a partir
de ensayos cuasiestáticos de tracción simple [3, 7-10].
En dichos ensayos las velocidades de deformación
oscilan típicamente entre 10-5 y 10-3 s-1. Sinembargo,
como se ha dicho anteriormente, la velocidad de
deformación del material en el proceso de trefilado real
puede llegar a valores de 1000 e incluso 10000 s-1, es
decir, entre 6 y 9 órdenes de magnitud superiores. Por
tanto, para modelizar de forma fiable el proceso de
trefilado parece interesante comprobar la influencia de
la velocidad de deformación en el comportamiento
mecánico...