Para los tratamientos térmicos se obtuvieron muestras rectangulares de 26x110 mm de cada material con espesores de 1.3 mm para el 22MnB5 y 1.96 mm para el 15B34 . Ambos maprocesos y usos del acero
Efecto de la velocidad de calentamiento en aceros para estampado en caliente M . F . Carpio Garza 1 ,* , A . Salas Zamarripa 1 , O . García Rincón 2 , J . P . Pedraza 2
1
Universidad Autónoma de Nuevo León , Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica ; Av . Universidad s / n , Cd . Universitaria , C . P . 66451 ; San Nicolás de los Garza , Nuevo León , México
2
Ternium México S . A . de C . V .; Av . Guerrero Nte . N º 151 , Col . Cuauhtémoc , C . P . 66450 ; San Nicolás de los Garza , Nuevo León , México
* Correo electrónico del autor : marcel . carpiogr @ uanl . edu . mx
Resumen Ante la necesidad de reducir el peso del automóvil y mejorar la seguridad , desde las últimas décadas se ha manufacturado una mayor cantidad de componentes de Aceros de Ultra Alta Resistencia ( UHSS , por sus siglas en inglés ). Uno de los procesos para la obtención de estos aceros es el estampado en caliente . En este proceso la hoja de acero es calentada a 900 ° C hasta alcanzar la fase austenítica , a continuación , entra a una matriz donde es conformada y templada simultáneamente , obteniendo como resultado una pieza completamente martensítica .
En este trabajo se analizaron dos tipos de aceros destinados a la industria automotriz ( 22MnB5 y 15B34 ), de los cuales se obtuvieron probetas para realizar diversos tratamientos térmicos con ayuda de un simulador termomecánico ( Gleeble 3500 ), siendo austenizadas a 50 ° C arriba de su temperatura crítica Ac 3 para obtener un homogenizado completo y se seleccionaron tres velocidades de calentamiento para evaluar el efecto en las propiedades finales de cada material .
Palabras claves : acero , UHSS , estampado en caliente , tratamientos térmicos , austenizado
Introducción La industria automotriz está constantemente en busca del desarrollo de nuevos materiales para incrementar la seguridad y reducir el peso del vehículo , y así mejorar el rendimiento de combustible y disminuir las emisiones de dióxido de carbono al ambiente . Lo anterior se puede lograr manufacturando componentes estructurales de aceros de ultra alta resistencia ( UHSS ). Uno de los procesos para el desarrollo de este tipo de aceros es el estampado en caliente ( hot stamping ) [ 1 ] . Este proceso da como resultado una alta capacidad de conformado , componentes completamente martensíticos [ 2 ] y sin retroceso dimensional ( springback ), lo cual implica ahorro en materia prima y bajos costos de producción .
En el presente trabajo se evaluó el efecto de la velocidad de calentamiento en los aceros para estampado en caliente , diversos autores mencionan que el incremento de dicha velocidad desplaza las temperaturas críticas a un rango más alto , siendo que a dichas temperaturas no se alcance el austenizado completo en el acero que si este fuese calentado lentamente [ 3 , 4 ] . Una velocidad alta de calentamiento afecta la cinética de formación de austenita y requiere de altas temperaturas de austenizado para crear un ambiente favorable para el proceso de difusión [ 5 , 6 ] .
Procedimiento experimental Material
Los materiales utilizados en este estudio fueron facilitados por la empresa Ternium México , S . A . de C . V ., la cual propuso los aceros 22MnB5 y 15B34 para su estudio . Este tipo de aceros están destinados al sector automotriz para la producción de partes de seguridad en el automóvil . Las pequeñas adiciones de boro en su química ayudan a mejorar su templabilidad . La Tabla I muestra la química nominal de los aceros usados en el presente trabajo .
Tabla I . Composición química nominal de 22MnB5 y 15B34 . |
Composición química nominal (% peso ) |
Material |
C |
Mn |
B |
|
Mín . |
Máx . |
Mín . |
Máx . |
Mín . |
Máx . |
22MnB5 |
0.22 |
0.25 |
1.2 |
1.4 |
0.0020 |
0.0035 |
15B34 |
0.30 |
0.37 |
1.2 |
1.5 |
0.0005 |
0.0030 |
31 HIERRO yACERO / AIST MÉXICO