Kinetics of deformation bands in a low-carbon steel – stainless steel bimetal

Cinética de las bandas de deformación en un bimetal de acero con bajo contenido en carbono y acero inoxidable

Las regularidades de la deformación plástica no uniforme que evolucionan en las bandas de Lüders se estudian en un bimetal de acero de bajo contenido en carbono y acero inoxidable austenítico mediante un método de moteado digital de imágenes. Las distribuciones locales de la deformación en la capa base bimetálica de acero con bajo contenido en carbono en la fase de límite elástico se presentan mediante dos bandas de localización de la deformación similares a las bandas de Lüders. Distribuciones análogas surgen en el límite elástico de la capa de revestimiento bimetálica de acero inoxidable austenítico en forma de dos frentes de localización de la deformación que son idénticos a las bandas de Portevin-Le Chatelier. Por último, se describe la generación de bandas de localización de la deformación en el contexto de un modelo de acuñamiento en estado sólido.

INTRODUCCIÓN

La no uniformidad macroscópica y la inestabilidad del flujo plástico surgen a escalas de tamaño de muestra como cambios mutuamente consistentes en las curvas tensión-deformación σ(ε) y en los patrones de localización de la deformación [1]. Según las referencias [2-5], la localización de la deformación plástica en aleaciones metálicas sometidas a estiramiento se manifiesta por las bandas de Lüders (LB) en la etapa del límite elástico o por los efectos Portevin-Le Chatelier (PLC) en las etapas de flujo discontinuo [6]. Los principales resultados sobre la cinética de las bandas de Lüders (LB) y las bandas PLC revelan tanto similitudes como diferencias entre estos fenómenos [5]. En cuanto a la similitud, cabe mencionar que los frentes LB y las bandas PLC son los fenómenos macroscópicos de localización de la deformación plástica, que son las bandas estrechas en movimiento con deformación plástica en su interior. Además, ambos procesos poseen la misma cinética de generación, cuando los núcleos de deformación plástica se originan en la superficie lateral de la parte de trabajo de la muestra y luego germinan a través de toda la sección transversal. Se observan diferencias notables entre estos fenómenos en la etapa de localización de la deformación desarrollada asociada a los efectos LB y PLC [5].

El estudio de los procesos mencionados consiste en el análisis del comportamiento combinado de los frentes LB y PLC en un sistema bimetálico de acero de bajo contenido en carbono y acero inoxidable austenítico bajo carga. Los modelos conocidos de física de resistencia y mecánica de fallo, utilizados para la descripción de la deformación y demolición de materiales monolíticos y componentes de sistemas estratificados [7], no permiten evaluar la localización de la deformación plástica y el fallo en la zona de conexión de las capas. Así pues, este trabajo tiene por objeto investigar la localización macroscópica de la deformación plástica bajo tensión uniaxial de un sistema bimetálico de acero de bajo contenido en carbono y acero inoxidable austenítico.