Influencia del proceso de revenido en el comportamiento mecánico de un acero de fase dual de uso industrial automotriz

Influence of tempering process on the mechanical behavior of dual phase steels for automotive applications

En el presente trabajo se analizó la influencia del tratamiento del revenido en la microestructura y en las propiedades mecánicas del acero de fase dual ferrita-martensita de alta resistencia DP580. Las transformaciones microestructurales analizadas fueron el resultado de aplicar el proceso de revenido en un rango de temperatura de 150 a 500 °C. El análisis metalográfico y fractográfico del acero inicial y el tratado térmicamente se realizó con microscopia óptica y electrónica. Los cambios en las propiedades mecánicas se evaluaron mediante ensayos de tracción uniaxial y microdureza. Se observó que el rango de temperaturas de revenido utilizado afecta de manera gradual la microestructura permitiendo obtener acero con diferentes combinaciones de resistencia y ductilidad. Los efectos del tratamiento térmico de revenido sobre el acero de fase dual analizado son consecuencia de un efecto sinérgico entre las transformaciones en la fase martensita y en la fase ferrita.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años ha aumentado el interés en el desarrollo y aplicación industrial de los denominados aceros avanzados de alta resistencia (AHSS-advanced high strength steels) [1-3].

Entre este grupo de materiales se destacan los aceros de fase dual (DP-dual phase steels), los cuales poseen una matriz ferrítica integrada con una segunda fase martensítica. Esta combinación de fases permite obtener simultáneamente elevada resistencia mecánica y apreciable ductilidad. Esta combinación de propiedades es escasa entre los aceros convencionales y puede obtenerse con aceros aleados pero a un costo elevado. Los aceros DP son menos costosos que los aceros aleados presentando propiedades similares [4-5]. Con los aceros DP es posible diseñar componentes estructurales con espesores más delgados, lo que se traduce en economía de material y menor peso. El uso de aceros DP en la fabricación de vehículos automotores permite, además del ahorro en consumo de materiales, un importante ahorro de combustible en la operación del vehículo por la disminución de su peso global. Otro beneficio es el incremento de la seguridad de los pasajeros debido también a la mejoría en el desempeño ante el impacto de los aceros DP [3, 6-7].

Los aceros DP se obtienen mediante tratamientos térmicos a temperaturas intercríticas. En el caso de los aceros hipoeutectoides se realiza el proceso calentamiento hasta una temperatura en el rango entre Ac1 y Ac3, seguido de un proceso de enfriamiento controlado para transformar la austenita en martensita [2, 5]. El control de las variables del tratamiento permite el control indirecto del tamaño, la distribución y la cantidad de martensita en la matriz ferrítica [4, 8].