Determinación de los mecanismos de endurecimiento en Aceros Twip Fe22Mn0.6CxCr

Abstract

Durante las últimas décadas, los aceros TWIP han causado gran impacto en la industria, destacando principalmente la automotriz. Su alta resistencia mecánica y elevada ductilidad hacen de estos aceros una gran alternativa para todas aquellas industrias que necesiten un material capaz de absorber energía durante el impacto. La presente memoria de investigación tiene como finalidad determinar los mecanismos de endurecimiento presentes en dos tipos de estos aceros: Fe22Mn0.6C5Cr y Fe22Mn0.6C10Cr. Para ello, se realizaron ensayos de tracción con temperatura en el rango de 18 [°C] hasta 495 [°C], y posteriormente un análisis de los resultados mediante microscopía óptica, cálculos de energía de falla de apilamiento y derivadas del esfuerzo con respecto a la deformación obtenida. Con lo anterior, fue posible caracterizar metalográficamente los aceros, establecer una relación entre el contenido de cromo y las propiedades mecánicas, para finalmente determinar que mecanismo de endurecimiento se encuentra actuando. La energía de falla de apilamiento, encargada de determinar los mecanismos que se encuentran presentes en estos aceros, se ve afectada por el contenido de cromo, razón por la cual es posible ver maclado mecánico en todas las temperaturas estudiadas. Es así como se determinó que existen tres mecanismos que afectan el endurecimiento de estos aceros TWIP tales como: deslizamiento de dislocaciones, maclado mecánico y envejecimiento por deformación dinámico. Actuando en forma simultánea desde los 100 [°C] hasta los 350 [°C] para contenidos de cromo del 5% y entre los 200 - 250 [°C] para 10% de cromo.

During the last decades, TWIP steels have caused great impact in the industry, especially the automotive industry. Their high mechanical resistance and high ductility make these steels a great alternative for all those industries that need a material capable of absorbing energy during impact. The purpose of this research is to determine the hardening mechanisms present in two types of TWIP steels: Fe22Mn0.6C5Cr and Fe22Mn0.6C10Cr. For this purpose, tensile tests were carried out at temperatures in the range of 18 [°C] to 495 [°C]. The results were analyzed by optical microscopy, stacking fault energy calculations and the derivatives of stress with respect to strain. Thus, it was possible to characterize metallographically the steels, to establish a relationship between chromium content and mechanical properties, and to determine which hardening mechanism is acting. The stacking fault energy, responsible for determining the hardening mechanisms present in these steels, is affected by the chromium content, which is why it is possible to observe deformation twinning at all temperatures. From the analysis it is concluded that there are three mechanisms that affect the hardening of the TWIP steels: movement of dislocations, mechanical twinning and dynamic strain aging. These mechanisms act simultaneously from 100 [°C] to 350 [°C] for chromium contents of 5%, and between 200 and 250 [°C] for 10% chromium.