Strain state and microstructure evolution of AISI-316 austenitic stainless steel during high-pressure torsion (HPT) process in the new stamp design

Estado de deformación y evolución de la microestructura del acero inoxidable austenítico AISI-316 durante el proceso de torsión a alta presión (HPT) en el nuevo diseño de estampado

Se realizó la investigación del estado de deformación y la evolución de la microestructura del acero inoxidable austenítico AISI-316 durante el proceso de torsión a alta presión en el nuevo diseño de estampado. El estudio se realizó utilizando el programa Deform-3D. La deformación se llevó a cabo a temperatura ambiente. Los resultados del estudio del estado de deformación mostraron que después de 4 pasadas la pieza procesada se obtiene el nivel de deformación equivalente superior a 5. Pero la distribución de la deformación tiene una vista de gradiente en la sección transversal. Los resultados de la simulación de la evolución de la microestructura mostraron que después de 4 pases de deformación el tamaño de grano inicial de 12 μm se puede reducir hasta 0,8 μm. Pero la distribución del tamaño de grano en la sección transversal también tiene una vista de gradiente no uniforme.

INTRODUCCIÓN

La torsión a alta presión (HPT) es uno de los métodos de deformación plástica severa más conocidos y desarrollados para la obtención de muestras a granel ultrafinas y nanoestructuradas [1-3]. Las muestras en forma de discos con un diámetro de 10 - 20 mm y un espesor de 0,3 - 1 mm se deforman por torsión en condiciones de alta presión hidrostática aplicada. La muestra se coloca dentro de la cavidad realizada en el percutor inferior y se le aplica una alta presión hidrostática de 1 a 10 GPa. La deformación plástica por torsión de la muestra se lleva a cabo debido a la rotación de uno de los percutores. El giro del yunque móvil en un ángulo determinado permite alcanzar diferentes grados de deformación.

La forma geométrica de la muestra es tal que la mayor parte del material se deforma bajo compresión cuasi-hidrostática bajo la influencia de la presión aplicada y la presión de las capas externas de la muestra. Como resultado, la muestra deformable no se daña, a pesar del alto grado de deformación [4].

El método de torsión a alta presión también permite procesar la pieza en forma de anillo, según el esquema propuesto por S. Erbel [5]. Este método se ha desarrollado y mejorado de varias maneras para aumentar la uniformidad de la estructura resultante en el centro y en la periferia de la muestra, la fabricabilidad y la ampliación de los tipos de materiales producidos.

En el proceso de torsión de alta presión, el movimiento de la herramienta deformadora consta de dos tipos: de traslación y de rotación.