Deformacion plastica en caliente

EFECTO DEL BORO SOBRE LA DUCTILIDAD EN CALIENTE DE UN ACERO AVANZADO DE ALTA RESISTENCIA (AHSS).

G. Altamirano

INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas más conocidos que ocurren durante el proceso de producción del acero por colada continua es la aparición de grietas transversales en la superficie de algunos productos semielaborados (planchón, palanquilla, etc.), las cuales ocasionan el rechazode grandes cantidades de acero [1]. Estas grietas que penetran hasta 8 mm por debajo de la superficie de dichos productos suelen tener un carácter intergranular y, aunque su origen es discutido, su propagación tiene lugar durante el enfriamiento secundario en la operación de enderezado, en donde la superficie externa de los semielaborados queda sometida a esfuerzos de tracción y compresión. Laoperación de enderezado se lleva acabo a temperaturas comprendidas entre 700°C y 1000°C y velocidades de deformación de 0.001 a 0.0001 s-1, condiciones a las que la mayoría de los aceros sufren una caída de la ductilidad [1]. Esta relación que se ha podido establecer entre el agrietamiento transversal y la ductilidad en caliente, ha permitido reducir la incidencia de la aparición de grietassuperficiales gracias a los datos obtenidos mediante ensayos de laboratorio tales como el de tracción, flexión o torsión en caliente que permiten simular la etapa de enderezado. A pesar de los inconvenientes que presenta el ensayo de tracción en caliente tales como la aparición del fenómeno de estricción, que no permite controlar a partir de ese momento la velocidad de deformación, éste es el que seutiliza de forma generalizada para evaluar la susceptibilidad de un acero a presentar agrietamiento transversal [1-2]. Por lo general, los ensayos se llevan a cabo en condiciones lo más cercanas posibles a las de colada continua. Para ello, las probetas se someten inicialmente a un ciclo térmico que permita reproducir de manera aproximada la microestructura del planchón o palanquilla de acero antesdel enderezado. El porcentaje de reducción de área (%R.A) de las probetas ensayadas hasta la fractura se toma como la medida de la ductilidad. De acuerdo con algunos autores [3], el %R.A mínimo que permite asegurar que no existirá agrietamiento durante el enderezado es de 60%, aunque puede disminuir para determinadas composiciones, ciclos térmicos y velocidades de deformación.
Son diversos losfactores que influyen en la ductilidad en caliente del acero, no obstante, la composición química parece ser la variable más importante que controla dicha propiedad. Industrialmente se ha comprobado que la existencia de elementos residuales e impurezas tales como Cu, S, Sn, P, As y Sb en la composición del acero aumentan la probabilidad del agrietamiento transversal [4]. Del mismo modo, se haencontrado que elementos microaleantes como el V, Ti, Nb y Al son muy perjudiciales debido a su fuerte tendencia a formar precipitados [4]. En contraparte, se ha descubierto que la adición de elementos como Ca, Zr y Y tienen un efecto positivo al mejorar la ductilidad en caliente del acero [5, 6]. Hasta el momento son pocos los trabajos enfocados estrictamente sobre el efecto del boro [7-10]. Por lotanto, el objetivo de la presente investigación es estudiar la influencia del contenido boro sobre la ductilidad en caliente de un acero experimental de bajo contenido de carbono NiCrVCu perteneciente al grupo de los aceros avanzados de alta resistencia (AHSS).

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
La composición química de los aceros bajo estudio, así como su identificación se muestra en la tabla 1.Estos dos aceros son de bajo contenido de carbono con contenidos de Ni, Cr, V y Cu prácticamente iguales. El acero denominado B0 corresponde al acero sin contenido de boro y el acero B1 al acero con 214 ppm de boro.

Tabla 1. Composición química de los aceros estudiados (% peso).
Acero C Mn Si S P Cu Cr Ni V Al N B
B0 0.15 0.40 0.42 0.02 0.013 0.52 1.31 2.44 0.22 0.0026 0.0091 0
B1 0.09...