A study of mechanical properties of high manganese steels after different rolling conditions

Estudio de las propiedades mecánicas de aceros con alto contenido en manganeso tras diferentes condiciones de laminación

En este trabajo se estudiaron dos tipos de aceros de alto manganeso con aluminio tras un tratamiento termo-mecánico. Para los estudios se seleccionaron grados de acero con estructura austenítica - ferrítica con diversos contenidos de carbono, manganeso y aluminio. El objetivo principal del trabajo era definir los parámetros más preferibles de tratamiento térmico, temperatura de acabado de laminación y velocidad de enfriamiento para obtener la relación resistencia - ductilidad más favorable para los aceros examinados. El análisis estructural se llevó a cabo mediante técnicas de microscopía óptica. La evaluación de las propiedades de resistencia se realizó a partir de los resultados del ensayo de tracción estática de las chapas de acero.

INTRODUCCIÓN

Los aceros austeníticos y austeno-ferríticos manganeso-aluminio de alta resistencia tienen un importante potencial de aplicación como elementos estructurales en las industrias automovilística y ferroviaria debido a su perfecta combinación de elevadas propiedades mecánicas y buena plasticidad. Su desarrollo y comercialización, así como su aplicación como materiales de construcción, dependen de la mejora de sus propiedades de fundición y deformabilidad en condiciones de trabajo plástico. Esto puede obtenerse mediante una selección adecuada de la composición química, la modificación de la microestructura inicial, el refinamiento del grano y la aplicación de parámetros adecuados del tratamiento termomecánico (TMT), garantizando una combinación óptima de resistencia y propiedades plásticas [1 - 9].

En las calidades de acero convencionales, así como en las aleaciones para la industria del automóvil, pueden obtenerse propiedades de alta resistencia, pero a costa de una disminución significativa de las propiedades plásticas. Los nuevos aceros con alto contenido en manganeso y aluminio incluidos en los grupos AHSS (advanced high strength) y UHSS (ultra high strength) son una excepción a esta regla, ya que permiten reducir el peso del vehículo y, por tanto, el consumo de combustible. En consecuencia, muchos centros de investigación nacionales e internacionales trabajan intensamente en la aplicación de estos materiales en la industria del automóvil y la ingeniería ferroviaria [4 - 10]. La integración de propiedades de alta resistencia y una buena conformabilidad, asegurando una alta absorción de energía por los componentes estructurales, permite la aplicación de estos nuevos aceros de alto manganeso en elementos críticos para la seguridad, y la sustitución de los aceros de fase dual (DP). Los aceros de alto manganeso más recientes, como los de plasticidad inducida por transformación (TRIP), plasticidad inducida por hermanamiento (TWIP) o plasticidad inducida por microbandas (MBIP), se diferencian de los aceros convencionales por su contenido de elementos de aleación que deciden sobre la estabilidad de la microestructura, el valor de la energía de fallo de apilamiento (SFE) y las propiedades de resistencia [10 - 16].