The effect of cross rolling on the microstructure of ferrous and non-ferrous metals and alloys

Efecto del laminado transversal en la microestructura de metales y aleaciones ferrosos y no ferrosos

El laminado en cruz es uno de los métodos más comunes para refinar la microestructura de los metales mediante deformación plástica severa. Este método permite obtener tochos de gran longitud. Sin embargo, la deformación y las trayectorias del metal son muy heterogéneas en toda la sección de la pieza laminada. Este trabajo presenta la simulación por el método de los elementos finitos (MEF) de la laminación transversal en caliente y el estudio experimental del efecto de la laminación transversal en diferentes laminadores de tres rodillos sobre la microestructura del acero aleado estructural ordinario, el acero inoxidable y el cobre técnico en diferentes zonas de la barra. Los análisis mostraron un refinamiento significativo de la estructura en todos los casos. El mejor resultado se obtuvo en el acero inoxidable, y mostró la formación de estructura de grano ultrafino de igual eje en la periferia de la barra.

INTRODUCCIÓN

La mayoría de los procesos industriales de fabricación de productos metálicos están orientados a la fabricabilidad de la deformación del metal, y las propiedades mecánicas se obtienen mediante el uso de calidades de acero adecuadas. Por lo general, tras la transformación plástica tradicional, los productos metálicos presentan una estructura granulada. Mientras tanto, se sabe que los metales y aleaciones de grano ultrafino con un tamaño de grano de aproximadamente 1 micra y una condición especial de los bordes pueden aumentar significativamente (2 - 3 veces) la durabilidad de los metales puros y 1,5 - 2 veces la durabilidad de las aleaciones junto con una plasticidad bastante alta [1, 2].

De todos los tipos de deformación plástica severa que se utilizan para recibir productos largos con cambios significativos en la microestructura y las propiedades mecánicas, hay uno que debe tenerse en cuenta: el laminado en cruz, en particular uno de sus tipos que es definido por sus autores como una forma separada llamada laminado con desplazamiento radial (RDR) [3, 4].

La diferencia con el laminado en cruz [5] utilizado, por ejemplo, en la perforación de tuberías, es que en este caso se trata de laminado de barra maciza utilizando una disposición de laminadores de tres alturas con grandes ángulos de avance [4]. Sin embargo, para evitar confusiones, más adelante se utilizará el nombre más común: laminado en cruz.

PECULIARIDADES DEL LAMINADO EN CRUZ Y EQUIPOS UTILIZADOS PARA ELLO

En el proceso de laminación en cruz aparece en la zona de deformación un estado de tensión próximo a la compresión triaxial con grandes deformaciones por cizallamiento.