Uno de los principales retos en el desarrollo de nuevos grados de acero es conseguir una resistencia cada vez mayor combinada con una baja temperatura de transición frágil dúctil y una elevada energía de estante superior. Para ello es necesario un diseño microestructural adecuado. La tenacidad de los aceros está controlada por diferentes constituyentes microestructurales. Algunos de ellos, como las inclusiones, son intrínsecos, mientras que otros, que se producen a diferentes escalas microestructurales, están relacionados con las condiciones de procesamiento. Una serie de ecuaciones empíricas expresan la temperatura de transición como una suma de las contribuciones de los solutos sustitucionales, el nitrógeno libre, los carburos, la perlita, el tamaño de grano y, finalmente, el refuerzo por precipitación. Con el fin de desarrollar una metodología que pudiera aplicarse a los aceros de alta resistencia, se produjeron en laboratorio microestructuras con un grado de complejidad seleccionado en un acero microaleado con Nb. Como resultado se ha desarrollado un modelo que predice consistentemente las curvas Charpy para microestructuras ferrita-pearlita, bainíticas y templadas y revenidas utilizando como datos de entrada parámetros microestructurales. Este modelo se convierte en una buena herramienta para el diseño microestructural.
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