Hilos de acero

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ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA Vol. 22 (2005)

ANÁLISIS FRACTOGRÁFICO CUANTITATIVO DEL COMPORTAMIENTO EN FRACTURA DE ACEROS PERLÍTICOS PROGRESIVAMENTE TREFILADOS J. Ayaso*, B. González*, J.C. Matos**, D. Vergara*, M. Lorenzo*** y J. Toribio* * Ingeniería de Materiales, Universidad de Salamanca E.P.S., Campus Viriato, Avda. Requejo 33, 49022 Zamora Tel: (980) 54 50 00; Fax: (980) 54 5002, Correo-e: fja@usal.es ** Departamento de Informática y Automática, Universidad de Salamanca E.P.S., Campus Viriato, Avda. Requejo 33, 49022 Zamora *** Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Salamanca E.T.S.I.I. de Béjar, Avda. Fernando Ballesteros 2, 37700 Béjar (Salamanca).

Resumen. En este artículo se presenta un estudio del comportamiento en fractura de aceros perlíticosprogresivamente trefilados, desde el alambrón inicial laminado en caliente hasta el alambre de pretensado comercial (producto final) fuertemente trefilado. Para ello se han tomado muestras de los distintos aceros para su fractura mediante un ensayo de tracción simple, y todas las superficies de fractura se han observado mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). Se han elaborado mapas defractura microscópica (MFM) para caracterizar las diferentes fractografías y estudiar su evolución con el grado de deformación plástica de los aceros durante las distintas etapas del proceso de trefilado.

Abstract. In this paper a study is presented of the fracture behaviour of progressively drawn pearlitic steels, from the initial hot rolled bar (not cold drawn at all) to the final commercialproduct (prestressing steel wire). To this end, samples of the differents wires were tested up to fracture by means of a standard tension test, and all the fracture surfaces were observed by scanning electron microscopy (SEM). Microfracure maps (MFM) were assembled to characterize the different fractographies and to stydy their evolution with the level of plastic strain accumulated oin the steelsduring the cold work process.

1. INTRODUCCIÓN En Ciencia e Ingeniería de Materiales, el ensayo de tracción simple representa una herramienta fundamental para la caracterización del comportamiento mecánico de materiales estructurales [1]. Por otra parte, las técnicas fractográficas cuantitativas proporcionan a su vez valiosa información sobre la zona de proceso de fractura en un sólido [2],permitiendo elabora mapas de fractura microscópica (MFM) característicos del proceso [3]. 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Los materiales empleados han sido probetas cilíndricas de acero perlítico trefilado correspondientes a los distintos pasos que conforman el proceso real del trefilado incluyendo los pasos inicial (alambrón laminado en caliente) y el producto final (alambre de pretensado), los cuales sehan sometido a ensayos de tracción simple hasta la rotura final. Se han estudiado 5 tipos de aceros (tipos A, B, C, D, E) los cuales pertenecen a distintas coladas de acero perlítico y a distintos procesos de trefilado. El acero tipo A pasa a

través de 6 hileras de trefilar mientras que el resto de los aceros (B, C, D, E) pertenecen a un proceso de trefilado con 7 hileras de trefilar. Se hanextraído muestras representativas de las distintas etapas que conforman el proceso del trefilado para cada una de las composiciones químicas estudiadas. Dichas muestras, de unos 300mm de longitud, se han sometido a un ensayo de tracción simple hasta la fractura final por separación total de superficies. Los resultados de dichos ensayos han sido empleados tanto para la caracterización mecánica de losdistintos materiales como para el estudio del comportamiento en fractura de los mismos objeto del presente artículo. En las Figs. 1 y 2 se representa la evolución del límite elástico σY y de la resistencia σR durante el proceso del trefilado (función de la deformación plástica acumulada), mientras que en las Figs. 3, 4, 5, 6 y 7 se representan las curvas tensión vs deformación de los aceros...