New Approach to Evaluation of Formability of Higher-Strength Steel Strips

Nuevo enfoque para la evaluación de la conformabilidad de bandas de acero de alta resistencia

En este artículo se analizan las características materiales de la embutición profunda de chapas de acero con un espesor de 1 a 1,8 mm, un límite elástico superior a 330 MPa y una velocidad de carga de hasta 150 m/min. El análisis dio como resultado que, con una velocidad de carga de hasta 10 m/min, las características de conformabilidad aumentan ligeramente y, una vez superado este valor, disminuyen significativamente. En la práctica, las velocidades de deformación son inferiores a 1 s^-1, por lo que las características del material determinadas mediante ensayos estándar pueden utilizarse para determinar los estados límite hasta la velocidad mencionada.

INTRODUCCIÓN

La formabilidad en frío de las láminas se define como la capacidad del material para cambiar continuamente su forma y dimensiones debido a la acción de fuerzas externas sin fallar en condiciones particulares. La formabilidad de los materiales está influenciada por todos los factores que participan en el proceso de formación, a saber, el material de la hoja, el tipo de producto, la herramienta y la tecnología de producción. La conformabilidad (prensabilidad) de las láminas de acero se evalúa principalmente de acuerdo con su comportamiento durante la prueba de tracción. Como criterio de prensabilidad se utilizan el límite elástico, la resistencia a la tracción R_m, el alargamiento A, la deformación uniforme A_g y el exponente de endurecimiento por deformación n, así como otros criterios derivados de ellos, como R_e/R_m, (R_e/R_m )·A, etc. Estos criterios sólo se aplican al material y al esquema uniaxial de tensión principal. La prensabilidad de las láminas en condiciones particulares se evalúa mediante pruebas tecnológicas, como la prueba de cupping. En esta prueba, el criterio de formabilidad es la profundidad a la que se forma una grieta cuando se empuja un punzón con un extremo esférico de un radio prescrito en la lámina, el llamado número de Erichsen IE, pero también la apariencia de la tapa esférica impresa [2 ].

Las características del material de la chapa de acero en el proceso de formación también se ven significativamente influenciadas por factores externos. La tasa de deformación es un factor externo importante y la intensidad de su influencia en el comportamiento del material durante el proceso de formación y, por lo tanto, en las características del material, es una función de su estructura interna [3, 4]. Con el aumento de la velocidad de deformación, aumenta la tensión crítica de deslizamiento, aumenta intensamente el límite elástico, aumenta la resistencia a la tracción y cambian las características de deformación del material [5, 6]. Como resultado, los valores de los criterios de formabilidad derivados de estas características también cambian. Una de las posibilidades para aumentar la productividad durante el conformado en frío consiste en aumentar la tasa de conformado (prensado).