Estudio de la evolución microestructural de la ferrita durante la deformación en caliente en la zona intercrítica en aceros bajo carbono

Abstract

RESUMEN: Generalmente se considera que la ferrita solo presenta el fenómeno de recuperación dinámica durante la deformación en caliente; sin embargo, se ha observado que esta fase también puede presentar recristalización dinámica bajo ciertas condiciones. Esto resulta de relevancia para los modelos predictivos ya que estos suelen considerar únicamente la recuperación dinámica para la ferrita. Una de las dificultades es diferenciar los fenómenos dinámicos ocurridos utilizando técnicas convencionales como microscopia óptica he inclusive MEB. Sin embargo; se ha reportado que otras técnicas de caracterización tienen el potencial de proveer información más detalla acerca de los procesos ocurridos. En un trabajo experimental previo se observó un refinamiento de grano y una disminución en el esfuerzo de flujo en aceros bajo carbono deformados en la zona intercrítica bifásica. La deformación en esta zona provoca una evolución microestructural compleja; Sin embargo, el refinamiento de grano puede ser atribuido a 2 factores principales: transformación inducida por deformación (γ→α) y recristalización dinámica de la ferrita. En este trabajo se estudió de la evolución microestructural de la ferrita mediante la caracterización detallada a través de técnicas de análisis de EBSD de aceros bajo carbono 1008 y 1035 deformados por compresión controlada a diferentes velocidades de deformación, temperaturas (dentro del rango intercrítico 740-840 °C) y temple de las probetas una vez alcanzado el 80% de deformación establecido para conservar su estructura y evitar fenómenos como la recristalización estática. Las muestras fueron preparadas para la obtención de patrones con técnicas de EBSD, de donde se determinaron las orientaciones cristalográficas de los granos obtenidos. Con esta información se realizó un análisis para identificar y cuantificar los fenómenos dinámicos ocurridos microestructuralmente durante la deformación en caliente. De esta manera y en base a las teorías más aceptadas a la fecha respecto a las secuencias de transformación y recristalización de la austenita y la ferrita durante la deformación y el enfriamiento se establecieron las condiciones de temperatura y velocidad de deformación en que los diferentes mecanismos de recristalización ocurren en la ferrita, así como el efecto de la composición química del acero y la distribución de fases. En los resultados obtenidos se observa un claro refinamiento de grano, que aumento con la velocidad de deformación. Los análisis de EBSD muestran un aumento en la cantidad de límites de ángulo bajo conforme aumenta la velocidad de deformación. Se han observado posibles evidencias de la recristalización dinámica de la ferrita en probetas de acero bajo carbono 1008. ABSTRACT: It is generally considered that ferrite only presents the phenomenon of dynamic recovery during hot deformation; however, it has been observed that this phase can also present dynamic recrystallization under certain conditions. This is relevant for predictive models since they only consider dynamic recovery for ferrite. One of the difficulties is to differentiate the dynamic phenomena that may occur using conventional techniques such as optical microscopy and even SEM. But nevertheless; it has been reported that other characterization techniques have the potential to provide more detailed information about the processes that could take place. In a previous experimental work, grain refinement was observed in deformed carbon steels in the biphasic intercritical zone. The deformation in this zone causes a complex microstructural evolution; however, grain refinement can be attributed to 2 main factors: Deformation induced transformation (γ→α) and / or dynamic recrystallization of ferrite. In this work, the microstructural evolution of ferrite was studied through detailed characterization through EBSD analysis techniques of 1008 and 1035 low carbon steels deformed by controlled compression tests at different deformation rates, temperatures (within the intercritical range 740-840 ° C) and quenching of the samples once 80% of established deformation has been reached to preserve their structure and avoid phenomena such as static recrystallization. The samples were prepared to obtain patterns with EBSD techniques, from which the crystallographic orientations of the obtained grains were determined. With this information, an analysis was carried out to identify and quantify the dynamic microstructural phenomena occurring during the hot deformation. In this way and based on the most accepted theories with respect to the transformation and recrystallization sequences of austenite and ferrite during deformation and cooling, the conditions of temperature and velocity of deformation were established in which the different mechanisms of recrystallization occur in the ferrite, as well as the effect of the chemical composition of the steel and the phase distribution. In the results obtained, a clear grain refinement was observed, which increased with the speed of deformation. The EBSD analysis show an increase in the amount of low angle limits as the speed of deformation increases. By analyzing at the microstructural features, it had been found some possible evidence of dynamic recrystallization of ferrite which might be one of the mechanism responsible for the grain in refinement in the low carbon steel 1008.