TWIP acero
El acero de plasticidad inducida por hermanamiento, también conocido como acero TWIP, es una clase de aceros austeníticos que pueden deformarse tanto por deslizamiento de dislocaciones individuales como por hermanamiento mecánico en el sistema {1 1 1} γ <1 1 > γ . [1]Tienen excelentes propiedades mecánicas a temperatura ambiente que combinan alta resistencia (resistencia máxima a la tracción de hasta 800 MPa) y ductilidad (alargamiento hasta la falla de hasta el 100%) basadas en una alta capacidad de endurecimiento por trabajo. Los aceros TWIP tienen mayormente un alto contenido en Mn (por encima del 20% en peso%) y pequeñas adiciones de elementos tales como C (<1% en peso), Si (<3% en peso) o Al (<3% en peso). Los aceros tienen baja energía de falla de apilamiento (entre 20 y 40 mJ / m 2) a temperatura ambiente. Aunque los detalles de los mecanismos que controlan el endurecimiento por deformación en los aceros TWIP aún no están claros, el alto endurecimiento por deformación se atribuye comúnmente a la reducción de la trayectoria libre media de dislocación con la fracción cada vez mayor de los gemelos de deformación, ya que se considera que estos son fuertes obstáculos para deslizamiento de dislocación. Por lo tanto, un estudio cuantitativo del hermanamiento por deformación en aceros TWIP es fundamental para comprender sus mecanismos de endurecimiento por deformación y sus propiedades mecánicas. El hermanamiento de deformaciones se puede considerar como un proceso de nucleación y crecimiento. Se supone que el crecimiento gemelo procede por el movimiento cooperativo de los parciales Shockley en los planos {111} subsiguientes.
Historia
En 1998 se encontró el primer acero basado en plasticidad inducida por macla mecánica que tenía una resistencia de 800 MPa con un alargamiento total superior al 85%. [2] Estos valores varían con la temperatura de deformación, la velocidad de deformación y la composición química. [3] [4]
Los investigadores han demostrado que el mayor endurecimiento por trabajo atribuido a la división de los granos de austenita es el principal factor que contribuye al alargamiento general de los aceros TWIP en los que la deformación mecánica del hermanamiento tiene una contribución bastante pequeña. [5]
Composiciones
Los aceros TWIP suelen contener grandes concentraciones de Mn porque es crucial preservar la estructura austenítica basada en el sistema ternario de Fe-Mn-Al [6] y controlar la Energía de Falla de Apilamiento (SFE) de las aleaciones a base de Hierro. [7] [8]
La adición de aluminio a los aceros TWIP de Fe-Mn alto se debe a que aumenta significativamente la SFE y, por lo tanto, estabiliza la austenita contra las transformaciones de fase que pueden ocurrir en las aleaciones de Fe-Mn durante la deformación. [9] Además, refuerza la austenita mediante el endurecimiento en solución sólida. [10]
Propiedades
Los aceros austeníticos se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones debido a su excelente resistencia y ductilidad combinadas con una buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Los aceros TWIP de alto Mn son atractivos para aplicaciones automotrices debido a su alta absorción de energía, que es más del doble que la de los aceros convencionales de alta resistencia, [3] y alta rigidez que puede mejorar la seguridad en choques. [4]
Referencias
- ^ Harshad Kumar Dharamshi Hansraj Bhadeshia , Sir Robert Honeycombe, Aceros, microestructura y propiedades , tercera edición, publicaciones de Butterworth-Heinemann, Gran Bretaña, p 229. ISBN 0-7506-8084-9
- ^ Oliver Grässel y Georg Frommeyer, Efecto de la transformación de fase martensítica y el hermanamiento por deformación en las propiedades mecánicas de los aceros Fe-Mn-Si-Al , Ciencia y tecnología de materiales, vol. 14 (1998) núm. 12, págs. 1213-1216. doi : 10.1179 / 026708398790300891
- ^ a b c d Georg Frommeyer, Udo Brüx y Peter Neumann, Aceros supraductiles y de alta resistencia al manganeso-TRIP / TWIP para fines de absorción de alta energía , ISIJ International, vol. 43 (2003) págs. 438-446.
- ^ a b Oliver Grässel, Lars Krüger, Georg Frommeyer y Lothar Werner Meyer, Desarrollo de aceros TRIP / TWIP de alta resistencia Fe-Mn- (Al, Si) -Properties-Application , Revista internacional de plasticidad, vol. 16 (2000), págs. 1391-1409. doi : 10.1016 / S0749-6419 (00) 00015-2
- ^ Bo Qin y Harshad Kumar Dharamshi Hansraj Bhadeshia , Deformación plástica debida al hermanamiento en aceros TWIP austeníticos , Ciencia y tecnología de materiales, vol. 24 (2008) núm. 8, págs. 969-973. doi : 10.1179 / 174328408X263688
- ^ Sato K, Tanaka K & Inoue, Determinación del equilibrio a / g en la porción rica en hierro del sistema Fe-Mn-Al , ISIJ International, vol. 29 (1989), págs. 788-792.
- ^ PY Volosevich, VN Grindnev y YN Petrov, Influencia del manganeso en la energía de falla de apilamiento en aleaciones de hierro y manganeso , Física de metales y metalografía, vol. 42 (1976), págs. 126-130.
- ^ YK Lee y CS Choi, Fuerza impulsora para γ → ε Transformación martensítica y energía de falla de apilamiento de γ en el sistema binario Fe-Mn , transacciones metalúrgicas y de materiales A, vol. 31A (2000), págs. 355-360. doi : 10.1007 / s11661-000-0271-3
- ^ Jianfeng Wan, Shipu Chen, TY Hsu y Xu Zuyao, La estabilidad de las fases de transición en aleaciones basadas en Fe-Mn-Si , CALPHAD, Vol. 25 (2001), págs. 355-362. doi : 10.1016 / S0364-5916 (01) 00055-4
- ^ J. Charles, A. Berghézan y A. Lutts, Propiedades estructurales y mecánicas de aceros de manganeso-aluminio de alta aleación , Journal de Physique Colloques, vol. 43 (1982), págs. C4-435. doi : 10.1051 / jphyscol: 1982466
Ver también
- TRIP Acero
- Acero
