Estimation of Activation Energy for Calculating the Hot Workability Properties of Metals

Estimación de la energía de activación para calcular las propiedades de trabajabilidad en caliente de los metales

La trabajabilidad en caliente de los metales se describe más comúnmente mediante la ecuación constitutiva hiperbólica-senoidal, que relaciona la tensión con la velocidad de deformación y la temperatura. En este artículo se presenta un método sencillo para calcular los parámetros de esta ecuación. Se realizaron experimentos de compresión en caliente de una aleación de aluminio AA6082 para comprobar la fiabilidad del método propuesto. A partir del análisis de los resultados experimentales, se formuló una ecuación semiempírica sencilla para describir la tensión de flujo en función de la deformación, la velocidad de deformación y la temperatura. Se obtuvo una buena concordancia entre los datos predichos y los experimentales.

INTRODUCCIÓN

Los rápidos avances recientes en el trabajo en caliente, como el laminado en caliente controlado, la extrusión o el forjado, exigen un conocimiento de las variables del proceso precisas y precisas para maximizar la eficiencia de la producción. El análisis de las operaciones de conformado de metales se basa en un conocimiento preciso del comportamiento de flujo de la pieza de trabajo en una variedad de condiciones operativas. Este conocimiento está contenido en ecuaciones constitutivas, que relacionan la tensión plástica con variables como la deformación, la velocidad de deformación y la temperatura. Dichos datos generalmente se determinan mediante pruebas termomecánicas.

A los efectos del modelado analítico o informático de las operaciones de trabajo en caliente, es necesario expresar matemáticamente la relación entre la tensión de flujo, la temperatura, la deformación y la velocidad de deformación [1 - 3].

En el presente trabajo, primero proponemos y explicamos un método para calcular los parámetros del material y la energía de activación a partir de curvas de flujo obtenidas experimentalmente, que estamos convencidos de que brinda resultados más precisos y es mucho más rápido que los métodos de regresión gráficos o no lineales ampliamente utilizados [4 - 6].

Además, se proporciona una expresión matemática basada en la teoría de Knocks y Mecking [2, 7] para describir las curvas de flujo de aquellas aleaciones de aluminio en condiciones de trabajo en caliente para las que la recuperación dinámica es el único mecanismo de ablandamiento. Se llevaron a cabo experimentos de compresión en caliente sobre aleación de aluminio AA6082 para comprobar la fiabilidad del método propuesto.

MODELADO