Estudio de la tenacidad a la fractura de aceros TWIP Fe22Mn0.6CxCr

Abstract

Los aceros TWIP poseen una alta resistencia mecánica y una elevada ductilidad, dos propiedades que no siempre vienen de la mano, esto ha implicado que estos aceros han tenido una importante notoriedad en los últimos años, que los ha transformado en uno de los materiales preferidos en la industria automotriz y también en un material de estudio para otras industrias. En esta memoria se tiene como objetivo estudiar la tenacidad a la fractura de dos composiciones distintas de estos aceros: Fe22Mn0.6C0Cr y Fe22Mn0.6C5Cr. Para llevar a cabo este estudio se formularon 4 objetivos, los cuales permitieron determinar algunas conclusiones relevantes para posteriores estudios de investigación y un mayor conocimiento del comportamiento de este material. Se realizó una caracterización química y microestructural del acero a través de medición de tamaño de grano, metalografías, espectometría y determinación de energía de falla de apilamiento a través de un modelo. Posteriormente se realizaron ensayos de tracción a temperatura ambiente y 100, 200, 250, 300, 350 y 400°C, con lo cual se pudo determinar el efecto del cromo en algunas propiedades mecánicas y también en los mecanismos de endurecimiento del material a distintas temperaturas. Finalmente se realizaron 10 ensayos de fractura, de acuerdo a la norma ASTM E1820, y a través de dos métodos se pudo determinar el valor J1C del material y la curva de resistencia, también la energía al impacto y relacionarlos con el porcentaje de cromo.

The TWIP steels have a high mechanical resistance and high ductility, two properties that do not always are together, that means that those steels have had an important notoriety in recent years, which has transformed them into one of the preferred materials in the automotive industry and also as a material´s studies for other industries. The objective of this investigation, is study the fracture toughness of two different compositions of these steels: Fe22Mn0.6C0Cr and Fe22Mn0.6C5Cr. To carry out this study, 4 objectives were formulated, which allowed to determine some relevant conclusions for subsequent research studies and a greater knowledge of the behavior of this material. A chemical and microstructural characterization of the steel was done through grain size measurement, metallography, spectrometry and determination of stacking fault energy through a model. Subsequently, tensile tests were done at room temperature and 100, 200, 250, 300, 350 and 400 ° C, with which was possible to determine the effect of chromium on some mechanical properties and also on the hardening mechanisms of the material at different temperatures. Finally, 10 fracture tests were done, according to the ASTM E1820 standard, and through two methods was possible to determine the J1C value of the material and the resistance´s curve, as well as the impact energy and relate them to the percentage of chromium.