Comportamiento a fractura de aceros para trabajo en frío: Influencia de la microestructura

Abstract

La implementación de los Aceros de Alta Resistencia (AHSS) en el diseño estructural del sector de la automoción permite reducciones importantes en el peso y consumo de combustible de los coches. Sin embargo, el conformado de estos aceros exige el desarrollo de nuevos materiales de herramienta capaces de soportar condiciones de conformado en frío cada vez más severas. Por ello, es necesario conocer en profundidad el comportamiento mecánico de los aceros para trabajo en frío. En este trabajo se estudian dos tipos de aceros para trabajo en frío: el DIN 1.2379 (AISI D2) y un acero especial para trabajo en frío denominado UNIVERSAL, ambos obtenidos por técnicas siderúrgicas convencionales. Se estudia el comportamiento a fractura de estos aceros, que poseen diferentes características microestructurales, evaluando la respuesta mecánica bajo solicitaciones de tensión en la misma dirección de forja del lingote, debido a la mayor resistencia mecánica de esta orientación microestructural. Se analizan variables microestructurales como el tamaño y la forma de los carburos primarios así como su composición química y distribución en los aglomerados que conforman. La caracterización del comportamiento a fractura comprende la determinación de la tenacidad de fractura evaluada en grietas grandes, la resistencia a flexión en tres puntos y un estudio microscópico de la fractura, prestando una atención especial a la nucleación y la evolución de fisuras. Los resultados experimentales se racionalizan en el marco de la mecánica de la fractura elástica lineal, y la discusión de los mismos, enfocada a la evaluación de la influencia de la microestructura en la respuesta mecánica, revela el papel central de los aglomerados de carburos en el comportamiento a fractura de estos materiales.