Efecto de los parámetros de deformación en caliente y el grano austenítico previo sobre la recristalización y evolución de precipitados en un acero HSLA con diferentes contenidos de Nb

Abstract

RESUMEN: Los aceros de alta resistencia microaleados o HSLA (High Strenght Low Alloy) son una familia de aceros ampliamente empleados para diversas aplicaciones estructurales en los que se busca una buena ductilidad para su procesamiento y altas resistencias mecánicas. Existen diversas combinaciones de microaleantes que otorgan diferentes beneficios para el procesamiento y para las propiedades finales, tales como la nucleación de granos finos de ferrita, evitar el crecimiento de grano austenítico en la deformación en caliente y endurecer el producto final por la precipitación de carburos muy finos y bien distribuidos, generalmente en los límites de grano. Sin embargo, es difícil tomar los resultados previos reportados para la producción industrial sin estudios propios. Este trabajo estudia el efecto que tiene el Niobio como elemento microaleante en un acero microaleado de bajo contenido de carbono en la primera etapa de deformación en caliente, así como su efecto en las propiedades mecánicas y microestructurales del material. Se analiza su comportamiento como formador de carburos, nitruros o carbonitruros, y su efecto en términos del control de tamaño de grano austenítico mediante el efecto del anclaje que tienen los precipitados de Niobio debidos a la baja solubilidad que presenta a altas temperaturas. Para ello se analiza su efecto retardador del crecimiento de grano austenítico durante el recocido previo a la laminación, para lo que se evaluan diferentes temperaturas y tiempos de austenizado, así como su efecto retardador de la recristalización a diferentes temperaturas de deformación en caliente y su efecto endurecedor del acero. Se emplea el procesamiento termomecánico denominado laminación de recristalización controlada (Recrystallisation Controlled Rolling) RCR, y la inhibición del crecimiento del grano austenítico. Mediante la caracterización de los aceros procesados por microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y difracción de electrones retro dispersados (Electron Backscattering difraction) EBSD, así como las pruebas físicas, se estableció los parámetros de procesamiento y contenidos de Nb adecuados para controlar el crecimiento del tamaño de grano austenítico mediante el anclaje de precipitados de Nb en los límites de grano con tamaños menores a 100 micras y distribución adecuada, que permitan continuar la secuencia industrial de laminación de este tipo de aceros. ABSTRACT: High strength steels microalloyed or HSLA (High Strenght Low Alloy) are a family of steels widely used for various structural applications in which good ductility for processing and high mechanical strength are sought. There are several combinations of micro-alloys that give different benefits for processing and for the final properties, such as the nucleation of fine ferrite grains, prevent the growth of austenitic grain in hot deformation and harden the final product by precipitation of carbides very Fine and well distributed, usually at the grain boundaries. However, it is difficult to take the previous results reported for industrial production without own studies. This paper studies the effect that Niobium has as a micro-alloying element in a low-carbon microalloyed steel in the first stage of hot deformation, as well as its effect on the mechanical and microstructural properties of the material. Its behavior as a carbide, nitride or carbonitride formator is analyzed, and its effect in terms of the control of austenitic grain size by means of the anchoring effect of Niobium precipitates due to the low solubility it presents at high temperatures. For this, its retarding effect of austenitic grain growth during annealing prior to rolling is analyzed, for which different temperatures and austenising times are evaluated, as well as its retarding effect of recrystallization at different hot deformation temperatures and its effect hardener of steel. The thermomechanical processing called controlled recrystallization lamination (Recrystallisation Controlled Rolling) RCR, and the inhibition of austenitic grain growth is used. By characterizing the steels processed by optical microscopy, scanning electron microscopy and diffraction of scattered retro electrons (Electron Backscattering difraction) EBSD, as well as physical tests, the appropriate Nb processing parameters and contents were established to control the growth of the Austenitic grain size by anchoring Nb precipitates in grain boundaries with sizes smaller than 100 microns and adequate distribution, which allow the industrial lamination sequence of this type of steels to continue.