Mediante ensayos de torsión y usando del método "back extrapolation" se ha determinado la cinética de recristalización estática de aceros microaleados con V, Nb y Ti y, a partir de las mismas ha sido posible dibujar los diagramas recristalización-precipitación-tiempo-temperatura (RPTT) además, muestran gráficamente la interacción Recristalización-Precipitación. Estos diagramas muestran que el efecto de la deformación en la cinética de precipitación depende del contenido de microaleante. En este sentido, una nueva expresión se ha propuesto para relacionar la dependencia de la deformación y la composición química con el periodo mínimo de incubación de la precipitación inducida

Medina, Sebastian

Quispe Cohaila, Alberto

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Ciencia & Desarrollo 19 INFLUENCIA MUTUA DE LA DEFORMACIÓN Y COMPOSICIÓN QUÍMICA SOBRE LA PRECIPITACIÓN INDUCIDA EN ACEROS MICROALEADOS Alberto Quispe Caballa'; Sebastian Medina2  RESUMEN Mediante ensayos de torsión y usando del método "back extrapolation" se ha determinado la cinética de recristalización estática de aceros microaleados con g IVb y 71y, a partir de las mismas ha sido posible dibujar los diagramas recristalización-precipitación-tiempo-temperatura (RP77) además, muestran gráficamente la interacción Recristalización-Precipitación. Estos diagramas muestran que el efecto de la deformación en la cinética de precipitación depende del contenido de microaleante. En este sentido, una nueva expresión se ha propuesto para relacionar la dependencia de la deformación y la composición química con el periodo mínimo de incubación de la precipitación inducida. Palabras Clave: Deformación, microaleados, diagrama RPTT, cinética de precipitación periodo de incubación Influence Mutual of the Defonnation ami Chemical Composition on Induced Precipitation in Microalloyed Steels ABSTRACT By means of torsion test and appOing the "back extrapolation" method sialic remystallization kinetics in microalloyed steels with g IVb am! fl has been determined and reczystallization-precipitation-time-temperature (RPTT) diagram have been ploned, also, graphically show the Recrystallization-Precipitation interaction These diagnuns show that the effect of the deformation in the prectoitation Finales depends of the microayolled content. In chis sense, new erpression are proposed to relate the dependence of the deformation and the chemical composition with the minimum incubation time in the precipitation kinetics. Heywords: Deformador:, microalloyed RP7T diagrani, precMitation kinetic, incubarían time. I. INTRODUCCIÓN La recristalización estática de los aceros microaleados es diferente antes y después de la precipitación inducida por la deformación. En el primer caso todos los elementos están en solución y la cinética de la recristalización ocurre de la misma forma que en los aceros de baja aleación, donde las diferentes elementos de aleación contribuyen en mayor o menor medida a retrasar la recristalizacióntml. A medida que la temperatura desciende se alcanza una temperatura crítica, a partir de la cual la recristalización estática es momentáneamente inhibida por efecto de los precipitados inducidos por la deformación. Esta inhibición momentánea aparece como un "plateau" en las curvas de fracción recristalizada frente al tiempo". La buena definición de b meseta permite trazar b curva de recristabzación—precipitación—tiempo—temperatura (RPTT) y consecuentemente obtener un mayor  conocimiento que las condiciones de laminación, ejercen sobre la microestructura de estos acerosPol. Antes y después del "plateau", la curva de fracción recristalizada obedece a la ley de Avrami. El limite entre las dos fases se denomina temperatura crítica de recristalización estática (SRCT). Hasta muy reciente se consideraba que la influencia de la deformación en la cinética de precipitación era independiente de otras variables, como son el contenido y naturaleza de los microaleantes, temperatura, Man. Sin embargo, Medina y Col.raj, en trabajos llevados a cabo en aceros microaleados con Ti, Vy Nb demostraron experimentalmente que existe una interdependencia de la deformación con el contenido de microaleante sobre el periodo de incubación de la precipitación inducida, adoptando una nueva expresión que difiere conceptualmente de la expresión teórica de Dutta y (I) De en Ingeniería Incluso-7a! (2) Dr en Finca 40 ACCIO 41=0.35 4-‘636-1  D• 166in •  ls xxxxx  xx Ciencia & Desanollo Sellars [7]. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Los aceros fueron fabricados por el proceso de refusión bajo electroescoria (ESR) en una unidad capaz de producir lingotes de 30 Kg. En Tabla I se muestra la composición química de los aceros estudiados. Las probetas usadas para torsión, tenían 50 mm de longitud útil y 3 mm de radio, donde previamente a la deformación las probetas eran austenizadas a temperaturas muy altas (' 1200°C) durante 10 min. A continuación la temperatura era reducida rápidamente hasta la temperatura de ensayo. Previamente se determinó el tamaño de grano austenitico (Tabla I) a las temperaturas de austenización mediante la técnica de intersección lineal, analizando veinte campos para cada probeta. La técnica dilatométrica fue usada para determinar la temperatura de transformack5n Ara (Tabla I). Conociendo estas temperaturas de transformación se eligieron temperaturas de ensayo que corresponden a la fase austenita. La fracción recdstalizada fue determinada utilizando el método conocido como "Back Extrapolation" para diferentes temperaturas, deformaciones equivalentes de 0,20 y 0,35 y una velocidad de deformación constante de 3,63 s-1  (=1000 rev/min). Las deformaciones aplicadas fueron programadas y luego calculadas sobre la superficie cilíndrica de la probeta de acuerdo al criterio de Von Missesmi. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 %cristalización Estática En los aceros estudiados las curvas de fracción recristalizada (;) frente al tiempo algunas curvas muestran la formación de un "plateau", por ejempio, en la Fig. la (acero V5) se observa en las curvas correspondientes a 900°C, 850°C y 800°C para una deformación de 035. las curvas correspondientes a temperaturas mayores tienen la forma "sigmoidat de la ley de Avrami. La precipitación no inhibe la recristalización permanentemente y luego progresa otra vez hasta que se completa, siguiendo la forma °sigmoidal" registrada antes de la formación del "plateau". Por tanto, antes y después del "plateau", la cinética de recristalización obedece a la ley de Avrami. Sin embargo, los aceros N4 y N7 son diferentes debido a que muestran doble "plateau" como se muestra en la Fig. lb (acero N7) en las curvas correspondientes a 1050°C y 1000°C para una deformación de 035. Este fenómeno, se interpreta como la formación de dos tipos de precipitados que  comienzan a formarse prácticamente a la misma temperatura. Una vez que la cinética de precipitación de la primera ha finalizado (primer "plateau"), la recristalización continúa, hasta que la segunda precipitación empieza a ocurrir y una vez que finaliza, la recristalización continua hasta el 100%. Tabla 1. Composición guineos de los aceros % peso); austenización Ctx1Ornin); tamaño de grano (D); y temperatura critica de enfriamiento (Arr  a 0,2(Y y 0,25 °C/s). VI 0,11 0,24 140 0,0105 V.0.043 1230 172 786* 12 0,12 0,24 1.10 0.0123 v.0,060 1230 167 782,  V3 0.11 0,24 1.60 0.0144 V=0,093 1230 115 784* V5 0,33 0,22 1.24 0 0146 V24 0.076 1200 165 716 	' VS 0.35 0.21 1,23 0,0121 V =0,033 1200 170 715 V8 0$8 022 142 0.0190 V=0 120 1200 157 721 TI 0,15 0,24 1,12 0.0105 11=0.021 1230 29 791,  T2 015 0,27 1,3 0,0103 Ti - 0.055 1230 95 774,  T3 NI 0,15 0.11 0,26 0.24 1,10 1.08 0,0102 0,0058 71=0,075 }lb= 0,024 1230 1250 90 210 779,  76/1* 10 021 0,24 123 0.0112 II= 0.041 1250 122 786,  143 0,21 0,18 1.32 0,0119 Nb = 0,093 1250 116 716 144 0,21 '• 0,19 1,14 0,0061 Nb= 0,058 1250 190 679 117 029 022 1.30 0.0062 liba 0,058 1295 415 751 	• NS 0.20 0.20 1 0O 000% lb= 0007 1250 140 770 119 0,46 0,24 1,25 0,0100 lb = 0,009 1230 190 704 Flg. 1. Fracción recestalizada (1(,) frente al tiempo (t). Atetó: (a) V5 y (b) Zas o o 01 	10 	1130 	1030 101300 1130100 t, 9 10 	103 	1000 10000 100000 t 3 41 Fig. 2. Diagrama RPTT. Acerba: (a) V8 y (b) b14 1153 1103 1050 1000 950 91:0 050 033 750 193 . 	. 	. . 	.. _ 	_1,1..1;1, 1Si 950,C O rp • 0.5 • tu 11( al + 4 4 4. 	• 10 13003 1001300 x. • 04 0.4 Alcen, •036 -383.4 "Ve, 11  950 Ciencia 8 Desarrollo 8 3.2. Diagramas RPTT De las curvas de fracciones recristafizadas (X,,) se determinaron bs d'agramas RPTT mediante lectura de las temperaturas y tiempos correspondientes a los puntos de intersección de diferentes fracciones recristalizadas (0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 y 0,95) y, las curvas (P5) y (R) de inicio y final de precipitación, respectivamente, dadas por los puntos de inicio y final de los "plateaus". De este modo se traza los diagramas RPTT como se muestran en la Fig. 2a-b (Aceros V8 y N4). Se observa que la fracción recristafizada no varía entre las curvas de inicio (155) y final (PI) de la precipitación y que esta es representada por una linea horizontal. Una vez que las líneas de cada fracción recristalizada han alcanzado la curva P, continúan descendiendo con menor pendiente. Los diagramas RPTT proporcionan una valiosa información sobre el inicio de la nucleación (nariz de la curva Pe), es decir cuando el tiempo de incubación de los precipitados (tN) es mínimo, la fracción de volumen recristahzado es aproximadamente el 50%. Cuando la fracción de volumen recristalizado es menor al 20%, la nucleación de los precipitados es prácticamente imposible.  de la precipitación (EN) cuyos valores se muestran en Tabla II: Se observa que los tiempos t,N y tN  disminuyen con el aumento del contenido de microaleante y deformación. Sin embargo, puede apreciarse que las dos magnitudes no actúan independientemente y el efecto de la deformación en la cinética de precipitación depende del contenido de microaleante. La forma de las curvas RPTT muestran que el modelo establecido por Dutta y Coge, 12] es generalmente correcto cualitativamente. Dichos autores establecen que el tiempo toco correspondiente para una precipitación pardal dé 5% está relacionada con el contenido de microaleante (w) y deformación (e) cuya relación es: t ccw /3  0,05 De acuerdo con la ecuación (2) y aceptando que t005 y 	son aproximadamente similares, los valores de .b fueron determinados y los resultados se recogen en la Tabla II. Se observa que b disminuye con el incremento en el contenido de microaleante en cada grupo de aceros. Realizando un análisis más detallado de la representación gráfica de b frente al contenido (%peso) del microaleante muestra claramente (Fig. 3) la dependencia de b. Es decir, que la disminución del parámetro bcon el contenido de microaleante, es debido probablemente a que la influencia de la deformación disminuye gradualmente a medida que las fuerzas de dirección química se incrementan[1. La forma de la curva de regresión sugiere una expresión de tipo Avrami para b, debido a que es la más aceptable y es posible la interpretación física. La expresión resultante es la siguiente: fi =1,96[1- ex4-3,994X10-2(171 Donde w es el contenido en % en peso. En Fig. 3 se muestra b frente al contenido de microaleante experimental y calculado de acuerdo a la expresión (2). r 	u 1 	10 	100 1000 ROM 110 t, (b) 3.3. Influencia de la deformación y los elementos aleantes De los diagramas RPTT, se deducen el tiempo mínimo de incubación (tN) y el tiempo mínimo del final 42 • -zra& Desarrollo 8 Tabla II. Tiempo minino ae incuoacon tN, o expenmernai y caicuist,  puse 1 12 0,20 0,35 0,20 ton (4 52 30 37 1101',41 tk iio, 44 340 	- 	-- 200 - - 330 	- 0'333 0'699 0,790 0,637 0,35 24 155 - 	- V3 0,20 20 120 0,400 0,472 0,35 16 115 	- Y5 V6 0,20 0,35 0,35 0,20  21 16 23 180 - 110 	- 41 	- 0543 1.006 0,544 0.978 V8 0,20 19 180 - 	- 0,922 0,393 0,35 15 90 	- T1 T2 u 0,20 300 1800 - 	- 1, 960 1,710 0330 1,904  1,109 0.801 0,35 0,20 0,35 100 130 50 0,20  600 	-300 - 220 	- 0,35 50 150 	- 11 0,20 24 295 - 0370 0,813 0.35 16 190 	- N2 N3 0,20 0,35 030 035 17 12 26 15 275 - 130 	- 460 - 	- 200 	- 0,580 0,472 1,011 914 O 20 11 38 80 	230 0'5920.983  0,652 0,35 8 23 	42 130 nn 918 0.20 10 35 75 	215 0,6n 1'653 1,502 0598 1.755 1,649 0,35 0,20 0,35 0.20 7 58 23 29 82 	-919 20 	42 110 510 - 	- 220 - - 0,35 12 38 - La ecuación (2) sugiere que la deformación inicial influye en la cinética de precipitación cuando el contenido de microaleante es menor a una cierta cantidad. y aue en términos prácticos debe ser aproximadamente 0,3 % en peso Para contenidos inferiores, el valor de b debe ser mayor que cero consecuentemente la getOrrnBCidn afectará a ladnélica de precipitación. Uno de los efectos de la deformación es el incremento de la densidad de dislocaciones, que es origen de la nucleación de los precipitados y este efecto es debilitado gradualmente a medida que las fuerzas de dirección química se incrementan como consecuencia del incremento del contenido de elemento microaleante. 2 o o 0.001 	0,01 	0,1 contando. % peso Fig. 3. Parámetro b frente al contenido de V, Nb y TI (56 Dese) para los aceros usados. IV. CONCLUSIONES La cinética de precipitación inducida por la deformación influye en el periodo de nucleación y depende del contenido de elemento microaleante. La influencia de la deformación en el periodo de incubación para la precipitación disminuye cuando el contenido de microaleante se incrementa. Para propósitos prácticos se debe considerar que para contenidos mayores a 0,3 % en peso la deformación no tiene influencia en la cinética de precipitación. Cuando el contenido de elemento microaleante se aproxima a cero el parámetro b se incrementa, pero no mayor que dos. V. AGRADECIMIENTO Los autores desean agradecer a la Secretada de Estado de Educación y Universidades por financiar la estancia en el CENIM del Dr. A. Quispe. VI. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA DUTTA, B. and C. M. SELIARS, Mater. Set and Technology, 3, 3 (1987): 197-207. DLITTA, B.; PALMIERE, E. .1. y SELLA:4S, C. M. Acta Metall. Mater., 49 (2001): 785-794. Faessel, A. Rey. Metall. CIT. 4, (1976): 875-892. IAGNEBORQ R :SII/VECK1, T.; la.lar, S. and FIUTCHINSON,B. Inst. FOr Metallforskning, Stand. J. Metall. 285. (1999): 186-241 !MON, O. ISIJ nt., 32, (1992): 350-358. 8. MEDINA, S.F. and MANCILLA, J. Acta Metall. Matar., 42,12 (1994): 3945-3951. Medina, S.F.; Quispe, A.; ISIJ nt., 36.10(19%): 1295-1300. MEDINA, &E; Mater, J. &d., 32(1997): 1487-1492 Medina, S.F.; Quispe,A.; ISIJ Int, 41, (2001): 774-781. MEDINA, S.F.; QUISPE, A. and Gómez, A.; Matar. Sol and Technology, 17, 5 (2001): 536-557. QUISPE,A.; MEDINA, S.F. and VALLES, R; ISU Int, 37(1997): 783-788 ZUROB, Ha; HUTCHINSON, C.R.; BRECHET,Y.; PLIDRYG: Acta Metall. Motor., 50 (2002): 3075-3092. 43 

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