procesos y usos del acero
teriales fueron correctamente preparados metalográficamente antes de los tratamientos térmicos y se obtuvo la resistencia a la indentación con una prueba de dureza Vickers .
Tratamientos térmicos Se obtuvieron tres muestras de cada acero de 4 mm de diámetro y con un peso de entre 30-50 mg para una prueba de análisis térmico diferencial ( DTA por sus siglas en inglés ). Los parámetros usados en la prueba de DTA fue un calentamiento hasta 900 º C , con una velocidad de 10 º K / min en una atmósfera de argón . Con esta prueba se obtuvieron las temperaturas críticas de transformación Ac 3 para determinar la mejor ruta de tratamiento térmico .
Resultados y discusión Los aceros se caracterizaron antes de los tratamientos térmicos y se obtuvo mediciones de dureza Vickers , ambos aceros mostraron una microestructura inicial ferrítica-perlítica , en el caso del 22MnB5 se observó una estructura más fina debido a que es un acero laminado a diferencia del 15B34 que es un acero producido por laminado en caliente . La figura 1 muestra la microestructura inicial de ambos aceros antes de aplicarles los diversos tratamientos térmicos , se puede distinguir las bandas de ferrita ( gris claro ) y perlita ( negro ) que conforman la microestructura .
Con la química de cada material se calcularon los diagramas de transformación de enfriamiento continuo ( CTT , por sus siglas en inglés ) con ayuda del software JMatProÒ y se verificó la templabilidad de los materiales , así como las distintas fases que se pueden obtener variando las velocidades de enfriamiento .
Los resultados del DTA arrojaron las temperaturas críticas de transformación , seguido a esto se seleccionaron tres temperaturas de austenizado y tres velocidades de calentamiento para evaluar su efecto en las propiedades finales del material . La primera temperatura fue seleccionada cerca de su temperatura crítica Ac 3 denominada T 1 y las dos siguientes T 1 + 25 º C y más
T 1
+ 50 º C respectivamente , para asegurar tener un homogenizado completo del acero este se calentó 50 º C por arriba de su temperatura Ac 3
[ 1 ] .
La tabla II muestra las temperaturas de austenizado seleccionadas para cada acero .
Figura 1 . Metalografía del material base antes de los tratamientos térmicos , Nital , 100x : a ) 22MnB5 , b ) 15B34 .
En la figura 2 se muestran los resultados de la simulación de los diagramas CCT con ayuda del software JMatPro ®, los diagramas muestran la microestructura que se puede obtener con las diferentes velocidades de enfriamiento , para el interés de este trabajo se buscó alcanzar la transformación martensítica para emular el resultado final del estampado en caliente y así medir sus propiedades .
Tabla II . Temperaturas de austenizado para los dos aceros . |
Temperatura |
15B34 |
22MnB5 |
T1 |
830 º C |
855 º C |
T2 |
805 º C |
830 º C |
T3 |
780 º C |
805 º C |
Como se mencionó anteriormente , el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la velocidad de calentamiento durante el austenizado en estos aceros . Las velocidades seleccionadas para este trabajo fueron 2.5 º C / s , 25 º C / s y 75 º C / s , todas con un tiempo de austenizado de 5 minutos .
Los tratamientos térmicos se realizaron en un simulador termomecánico Gleeble 3500 . Para medir los gradientes de temperatura en las probetas se soldó un termopar tipo k en el centro de la probeta y partiendo de este , otro a 5 y otro a 10 mm , estos termopares dictan la alimentación de la Gleeble a la probeta . Después de que el material logró la temperatura y tiempo deseado se aplicó un temple en helio para alcanzar la transformación martensítica . Posteriormente , se obtuvieron muestras de cada tratamiento para evaluar la microestructura resultante y sus características mecánicas mediante diversas técnicas de caracterización .
Figura 2 . Diagramas CCT : a ) 22MnB5 y b ) 15B34 .
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