Proyectos
Influencia del tratamiento térmico en la deformación y fractura de aceros avanzados.
Resumen
Los retos actuales de la industria automotriz y aeroespacial relacionados con la optimización del peso del vehículo contra energía consumida; la reducción sustancial de la emisión de contaminantes a la atmósfera y el incremento de la seguridad de los pasajeros, han impulsado en los últimos años a la industria para obtener materiales de ingeniería livianos que resistan grandes deformaciones plásticas a altas tasas de deformación (Fonstein, 2015). En la industria metalúrgica particularmente, las aplicaciones de los aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA, por sus siglas en inglés), así como los aceros avanzados de alta resistencia (AHSS, por sus siglas en inglés) tienen un papel fundamental en la actualidad. Varias familias de los aceros AHSS presentan interesantes características de conformabilidad en frío debido a cuatro factores fundamentales: bajo esfuerzo de fluencia, elevado esfuerzo último, endurecimiento por deformación homogéneo y elevados porcentajes de deformación (Fonstein, 2015). Sin embargo, altos porcentajes de deformación tienen como consecuencia en el material la reducción de su sección transversal y la concentración de esfuerzos residuales, los cuales favorecen la generación de grietas. El efecto de la deformación plástica en aceros de fase dual (DP, por sus siglas en inglés), perteneciente a la familia AHSS, se caracteriza específicamente por la aparición de micro cavidades y grietas generadas fundamentalmente por cuatro mecanismos de falla: fractura de la fase frágil, decohesión de las fases frágil-dúctil, decohesión de la interface dúctil-dúctil y fractura debida a inclusiones en la matriz metálica (Avramovic-Cingara, Ososkov, Jain, & Wilkinson, 2009; Kadkhodapour, Butz, & Ziaei Rad, 2011; Saeidi et al., 2016). Debido a que la microestructura tiene en este tipo de materiales un efecto tan importante en su comportamiento mecánico de fractura, es fundamental analizar y entender de qué forma, parámetros como: el tamaño de grano, morfología, distribución, fracción en volumen de fases presentes y densidad de defectos, modifican las propiedades mecánicas del material. Debido a que los aceros AHSS de varias fases tienen propiedades mecánicas superiores respecto a los aceros hipoeutectoides y pueden fabricarse a partir de estos mediante el empleo de tratamientos térmicos intercríticos relativamente simples; resulta de gran interés para la industria nacional, evaluar la posibilidad de fabricarlos a partir de aceros comerciales de bajo contenido de carbón obtenidos localmente. El uso reciente de los aceros DP importados en la industria autopartista nacional, hace que un estudio de caracterización mecánica de estos materiales tenga un carácter estratégico, el cual redundará en un mayor conocimiento de los umbrales de aplicación del material en el diseño de componentes. El gran espectro de aplicación de estos aceros a nivel mundial y su potencial uso a nivel local en manufacturas metálicas, justifican también la evaluación de sus propiedades mecánicas, particularmente su comportamiento mecánico de fractura y propagación de grietas. Es el objetivo de esta investigación; obtener aceros de fase dual con las mejores características de resistencia a la fractura y propagación de grietas, partiendo de un acero de bajo contenido de carbón, mediante la aplicación de varios tratamientos térmicos intercríticos que permitan modificar su microestructura; particularmente los volúmenes en fracción de martensita. Para cumplir con el objetivo propuesto se plantea realizar el siguiente conjunto de ensayos de caracterización en la materia prima: metalografía (ASTM E3), composición química (ASTM A751) y dureza (ASTM E18). Los aceros obtenidos mediante los diferentes tratamientos térmicos serán evaluados mediante ensayos de: metalografía, velocidad de propagación de grietas (ASTM E647) y tenacidad a la fractura en probetas CT mediante las normas (ASTM E399/E1820).
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable