Determination of characteristics of plasticity of selected medium and high carbon steel grades in hot torsion test

Determinación de las características de plasticidad de calidades seleccionadas de acero de medio y alto contenido en carbono en el ensayo de torsión en caliente

En este estudio se presentan los resultados de los exámenes destinados a determinar las propiedades reológicas de calidades seleccionadas de aceros de medio y alto contenido en carbono ( C45 y C72D). Los exámenes se realizaron para la prueba de torsión en caliente utilizando el plastómetro de torsión STD 812. Los resultados de los estudios experimentales se aproximaron con la función utilizada para la determinación del límite elástico en función de la deformación, la velocidad de deformación y la temperatura. El estudio permitió elaborar modelos matemáticos de las propiedades reológicas de las calidades de acero estudiadas en el ámbito analizado de los parámetros de deformación y temperatura.

INTRODUCCIÓN

El parámetro básico que caracteriza las propiedades de conformación plástica del material es el límite elástico, el cual, en condiciones de estado de tensión uniaxial, es función de la deformación (ε), la velocidad de deformación (ε⋅), la temperatura (T) y el historial de deformación [1].

La determinación de las relaciones entre el límite elástico y los parámetros de conformación del metal es particularmente importante para las condiciones de conformación en caliente, ya que los procesos que resultan del mecanismo de deformación plástica, los procesos de fortalecimiento del material y los procesos activados por el calor, dependiendo de la duración del fenómeno, ocurren simultáneamente en la estructura del material, conduciendo a su debilitamiento [2].

En la bibliografía se discuten varios métodos de investigación utilizados para determinar los valores del límite elástico en función de los parámetros de deformación y temperatura. Dichos métodos incluyen el ensayo de resistencia a la tracción, el ensayo de resistencia a la compresión y el ensayo de torsión. Según numerosos autores, el método más conveniente para determinar la curva de fluencia para altas temperaturas es el ensayo de torsión [1].

Este ensayo se ha utilizado ampliamente en los estudios plastométricos debido al estado invariable de tensión que es el más similar al cizallamiento puro y sin fricción [1]. El ensayo de torsión permite determinar el límite elástico de forma indirecta, utilizando la hipótesis del esfuerzo del material. Otro beneficio de este método es la oportunidad de alcanzar una deformación sustancialmente mayor que en otros ensayos [1, 3]. El ensayo permite crear condiciones más fiables para alcanzar una velocidad de deformación constante y ofrece la mejor manera de modelizar la deformación multinivel [1].