Resumen

Se estudiaron los efectos del envejecimiento natural sobre la resistencia a la tracción, R_m, en una varilla de acero 1004. El envejecimiento natural se realizó a 298 K durante un periodo de 126 h y se registraron los valores a diferentes intervalos. Las observaciones de microscopía electrónica mostraron sólo disolución de la fase de perlita para el metal base y la zona afectada por el calor. El mayor valor de R_m se obtuvo después de 123 h, debido al máximo envejecimiento, los contenidos de nitrógeno y boro resultaron ser los elementos más importantes en esta investigación. Los resultados indican que, baja velocidad y alta concentración de nitrógeno reducen, R_m, a medida que aumenta el tiempo de tratamiento térmico y la solubilidad del nitrógeno aumenta.

INTRODUCCIÓN

Los requisitos de ductilidad de los aceros de refuerzo utilizados en diferentes aplicaciones no son mucho más exigentes. Es necesaria una ductilidad suficiente después de la fluencia para permitir que el acero mantenga sus propiedades mecánicas en los procesos posteriores [1]. Aunque los aceros de refuerzo al carbono-manganeso suelen satisfacer adecuadamente este requisito de ductilidad en el estado laminado en caliente, en muchas aplicaciones las barras de refuerzo también están presentes en el estado deformado plásticamente [2]. Por lo tanto, la adición de elementos formadores de nitruros fuertes a los aceros de refuerzo debería reducir su susceptibilidad al envejecimiento por deformación natural. Se ha demostrado que las relaciones estequiométricas Ti, B, Al / N controlan o eliminan el envejecimiento por deformación natural debido a la formación de estos nitruros [3,4].

El objetivo del presente estudio fue determinar la causa de un problema de back spring presentado en el proceso de doblado de una varilla de acero 1004 laminada en caliente y tratada térmicamente causado por un fenómeno de envejecimiento natural. Después del proceso de tratamiento térmico, los valores de R_m son aceptables para el proceso de doblado, pero a medida que transcurre el tiempo, R_m aumenta, incrementando el rechazo en el proceso, la investigación analizó la microestructura con microscopía óptica y SEM, y R_m en función del tiempo, a diferentes condiciones de proceso, encontrando que los contenidos de N, B y Al y el tiempo de tratamiento térmico fueron los parámetros más relevantes para controlar este problema.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El material para las investigaciones es una barra laminada en caliente de 5,5 mm de diámetro de un acero 1004 que se utiliza principalmente para barras de seguridad, Figura 1a. La composición química de los materiales se muestra en la Tabla 1, siendo la aleación A1 con 57 B, 37 Al y 90 N, y la aleación A2, con 41 B, 38 Al y 65 N en partes por millón. Se realizó una comparación preliminar de la microestructura entre la aleación no tratada térmicamente y la aleación después del tratamiento térmico, Figura 1.

• Materias:Acero Comportamiento de tracción Envejecimiento natural Nitrogeno
• Subjects:Steel Tensile behavior Natural aging Nitrogen
• Palabras claves:Acero; Envejecimiento natural; Resistencia a la tracción; Difusión de nitrógeno
• Keywords:Steel; Natural aging; Tensile strength; Nitrogen diffusion