Resistencia A La Fluencia

 

Revista Latinoamericana

de Metalurgia

Materiales   y Materiales

Vol.. 20 Vol 20   N° 1 , 2000 2000   23 29

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLUENCIA DE UN ACERO AISI 1040 DEFORMADO EN FRÍO POR TENSIÓN Y LAMINACIÓN M. Torres, V. Di Graci Departamento Caracas

de Mecánica.

y

G. Go Gonz nzál ález ez..

Universidad

Simán Bolívar.

1081. Venezuela la.. E ma mail il:: matorres matorres@ @usb usb..ve

Resumen En el presente trabajo se emplea la ecuación de Hol olllom omon on co com mo aj ajus uste te em empí pírric icoo de dell co com mpo port rtaami mien entto plástico de un acero AISI 1040 recocido y trabajado en frío mediante tensión simple y laminación. Para el acero laminado y tensionado se muestra el comportamiento de los parámetros de la mencionada ecuación, así como el del esfuerzo y la deformación de fractura, en función de la deformación de trabajo en frío. Se obtiene que los valores del exponente de endurecimiento y de la deformación de fractura,, de fractura dell ac acer eroo la lami mina nado do y te tens nsio iona nado do,, di dism smin inuuyen rápidamente con el trabajo en frío, mientras que el va valo lorr de dell es esffue uerz rzoo de fra ract ctur uraa pe perm rman anec ecee co cons nsttan ante te.. Loss valores experimentales de resistencia a la fluencia del acero laminado resultan siempre menores Lo que los del acero tensionado ensionado,, para un mismo porcentaje de trabajo en frío. A pesar de ello, se logran estimar los valores de la res esiistencia del acero laminado y tensionado mediante la ecuación de Hollomon ollomon,, mo modi difi fica cada da co conn un factor que debe ser característico del proceso de en endu dure reci cimi mien ento to du dura rant ntee el co conf nfor orm mad adoo de dell me meta tall. Palabras

Claves: tensió ión n

fluencia   fract lam la min inacio acion n  fluencia fractu ura ra  

Hollomo Hollom on.

Abstrac bstractt

In thi hiss wo work rk th thee Ho Holl llom omon on equat equatiion is used as a curve fitting of the flow stress curve of a AISI 1040 stee st eell ann nnea ealled and cold work rkeed by simple tension and flat rol olli ling ng.. The behavior of the parameters of Holloomon s equ Holl equaation of the stee eell in both condit itio ions ns is st studie udiedd and it is found that the exponent of harde ardeni ninng as well as the coeff ffici icieent decrease with cold wo worrk. It is al also so found that the true fracture defor orm mati tioon decre decreaases with cold work, while the true fra raccture stress re rema main inss con constan stantt. It is shown that the exper periimental va vallue uess of the yi yieeld strengt gthh of th thee cold ro rollled ste teel el ar aree alw lwaays lower than those of the tenssioned one bas ten aseed on the same amount of col oldd wo worrk. In spite of that difference it is possible to callcul ca ulaate the yieid strength ofthe steel in bo botth con ondi dittions usi sinng Hol olomo omonns equa quattion ion,, modified with a factoor tha fact hatt should be charact racteeris risttic of the ha harrde deni ning ng pr proc oces esss during the formi ming ng of the metal. Keywo Keyw ords rds::

tens te nsiion

lamination  yieldi lamination  elding ng   fr fra actur turee 

Hollo Holl omo mon n

 

M Torres y col col../Rev /Revis ista ta La Lati tino noam amer eric ican ana a de Met etal alur urgi gia a y Materiales.

 

1. Int Introd roducc ucción ión Una de las ecuaciones empíricas más común es que describe el comportamiento plástico de un acero al carbono debido a que ajusta de una manera más sati satisf sfac acto torria y simp simplle los esfuerzos y deformaciones, es la ecuación de Hollo llomon [l]:  1)

donde

es el esfuerzo real (Jo es el co coef efic icie ient ntee de en endu dure reci cim mient ientoo po porr deformación es la de deffor orma maci ción ón rea eall ¡;; m es el exponente de endurecimiento por deformación (J

inbeles coqmueo peul edluga ugar geomét odos suencia los vadleorun es pdoefsi sib e arlcageomé nzar .terlicloímidtee dtodo e fl fluencia metal mediante deformación plástica [3]. Cuand uandoo el mater ateriial tiene trabajo en frío, el esfuerzo de fluencia se puedee de pued dete terrmi mina narr teór teóric icam amen ente te util utiliz izan ando do la ec ecua uaci cióón de Holl ollomon del materia materiall rec ecoc ocid idoo de la sigui iguien ente te maner maneraa: (2)) (2

Syw

importante especificar la ducti tillida dadd de la pie iezza fabricada a través de su deformación a fractu turra E  f w ), la cual se puede determinar en función de la deformación de trabajo en frío E  w ) Y de la deformación a la fractura en estado recocido haccie ienndo us usoo de la sigu guiiente ecuació iónn [5]:  E r o ) , ha (3)

Las Las va vari riab able less (J y s definen cada uno de los puntos de la curva esfuerzo-deformación real del material. El coeficiente   (Jo es el esfuerzo real para producir una (Jo deformación real unitaria y el exponente m  es una medida de la capacidad de endurecimiento por de defformación del material material;; ambos valores, que se reportan com como propiedades de los metales, var aríían para cada aleación y dependen de la condición del material (por ejempllo cuando ha sido deformado plásticamente ejemp icamente,, sometido a tratamien entto térmico, etc. etc.)) [2 [2]]. Una de las utilidades prácticas de esta expresión matemática es que permi ermitte estimar la du duct ctil ilid idaad de un material y, por lo tanto,, su formabilid tanto ormabilidaad al considerar la magnitud del expo pone nent ntee de en endu dure reci cimien mientto  m  en la ecuaci uación ón 1[3] [3].. La ecuación de flujo plástico (ecuac ecuaciión 1) tamb ambiién se

donde don de

Si Sinn emba embarg rgoo, la di disc scrrep epan anci ciaa de lo loss va valo lorres ca calc lcul ulad ados os de propiedades mecánicas, como el esfuerzo de fluencia, con respecto a los experimentales, ha sido motivo de estudio debido a su importancia en el diseño ingenieri . Según Ratke y Welch (1983) esta discrepancia se debe al método empírico empleado en la obtención de los mode mo delo loss mat atem emát átic icos os ut util iliz izad ados os en el cá cálc lcul uloo. Además de la resistencia a la fluencia, también es

es la resistenc enciia a la fluencia del material trabajjado en frío traba es el es esffuerzo de fluencia del materia materiall trabaja trabajaddo en frío es la deform deformaci acióón real real de trabajo en frío

Es Estte conocimiento es de gran importancia ya que, al dise di seññar una pieza mediante de defformación plást lástiica, se puede estimarr el esfuerzo de fluencia resu estima esulltant tantee de la piez ezaa

En el presente trabajo se emplea la ecuación de Hollomon como ajuste empírico del comportamiento plástico de un acero AISI 1040 _ en ~§ ado recocido, sometido a tens nsió iónn simple y sometid idoo a laminación. Para caracterizar el comportamiento del acero trabajado en frío, se presentan las tendencias que siguen los va valo lorres del coe oefficie ient ntee y expone nennte de Hollomo omon, y los va valo lore ress de dell esfu esfuer erzo zo y de la deformación de fractu turra, tod odoos en función de las respectivas deformaciones de trabajo en frío por tensión y laminación. La ecuación de endur ureecimiento por deformación correspond ndiiente al acero recocido do,, se emplea pa parra pr preedecir los valores de la resis esisttencia a la fluencia del material de defo form rmad adoo pl plás ásti tica came ment ntee. Éstos se presentan en una gráfica, en función de la deformación, junto co conn lo loss val alor ores es ex expe peri rime menntale aless obte teni niddos para el acero laminad nadoo y tensionado, con la finalidad de poder visualizar la ex exac acti titu tudd de la pred predic iccció iónn real realiz izad adaa. En vista de los resu sult ltad ados os ob obte teni nido doss, para el acero laminad aminadoo se propon proponee un ajuste a la deformación sumiinis sum istrad tradaa pa para ra mejo mejora rarr la exactitud en el cálcu cálcullo de su resis esisttenc enciia a la fluencia. Par Para finaliza inalizarr se presentan los valore oress exper experiimen menttale aless y los ca calc lcul ulad adoos de la resistencia a la fluencia del acero laminado aminado,, en función de la deformación ón,, y se prop propon onee generraliza gene zarr el ajust ajustee mencionado mencionado,, en la ecuación de Hollomo ollomonn, de acuerdo a las condiciones de esfuerzo y deformació ormaciónn presentes durante el proceso de trabajo en fríío realizad fr izadoo. 2. Desar Desarrol ollo lo Ex Expe peri rim men enttal. En el pr pres esen ente te estu estuddio se emplearon pleti tinnas de 2440 mm x 100 mm x 16 mm de acero al carbon bonoo AI AIS SI 1040 en estado est ado recocid ecocido, o, a 80 8000 °C po porr do doss (2 (2)) horas oras,, cu cuya ya composi omposicció iónn química se muestra en la tab tablla 1.

fabricadaa. fabricad

 

Revi Re vist sta a La Lati tino noam amer eric ican ana a de Me Meta talu lurg rgia ia y Materiales   bl

l. Composic Composiciiónquím ónquímicadel icadel ace acero ro emp emplea leadoen doen

recocido.

Elem Elemen ento to Qu Quím ímic icoo (%)

Acer Aceroo em empl plea eado do

C

0,400 ± 0,001

Mn

0,780 ± 0,010

Si

0,360 ± 0,010

estado estado

Para la determinación experimental de todas las propiedades mecánicas, se re reaalizaro ronn ensayos de tensión. Las probetas empleadas en estos ensayos se diseñaron tomando en cuenta las dimensiones de las pletinas y siguiendo las especificaciones descritas en la norma ASTM E 8M-91 [6]. Un dibujo esquemático de las probetas cilíndricas empleadas, con dimensiones penroplaorfcigiounra le1s. a las especifi ficcadas en la norma, se obse observ rvaa Un total de 60 probetas cilíndricas fueron mecanizadas;; 30 de ellas se obtuvieron de las pletinas en mecanizadas estado recocido: 6 para la determinación de las propiedades mecánicas en estado recocido y 24 para la determinación de sus propiedades luego de ser endurecidas por deformación plástica mediante tensión simple.. Las 30 probetas restantes fueron obtenidas de simple pletinas defo forrmadas plásticamente mediante laminación, de manera tal que su longitud coincide con la dirección de lam amiinación. Estas últimas probetas tienen una ligera vari ariación en el diámetro de la sección de agarre, con respecto a las primeras meras,, debido a la reducción del espesor de las pletin etinas as dura rannte el proce roceso so de la lam minac inació iónn. 110

R8

Fig ig.. 1. Dib Dibujo ujo esq esquem uemáti áticode code lasprob asprobet etas as de te tens nsió iónn uti utilizada lizadass.

Todoss los ensayos de tensión se realizaron en una Todo Prensa Unive iversa rsall de Ensa nsayos MTS 810 de 25 toneladas de

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1, 2000

25

anteriormente. El trabajo en frío se aplicó en función del diámetro final al cual debía reducirse la sección de prueba para alcanzar la deformación equivalente al porcentaje de tr trab abaj ajoo en frío frío corr corres espo pond ndie iennte, te, de deppend endien iendo del diáme iámetr troo inic inicia iall de la mism isma. Las cantidades de trabajo en frío aplicadas al material medi me dian ante te lami lamina naci ción ón fuer fueron on:: 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 15, 18 y 22%, utilizándose 3 probetas por condición, para el total de 30 probetas mencionadas con anterioridad. Para la aplicación del trabajo en frío se empleó una máquina laminadora Stanat modelo A270. El trabajo en frío se midió en función de la reducción de espesor de la pletina observándose siempre que el ancho de la misma fuera mayor que cinco veces el espesor inicial [5, 8]. Cabe mencionar que, por razones técnicas inheren rentes al equipo utilizado,, no se logró la exactitud en la reducción de . utilizado espesor por lo que la deformación y el trabajo en frío difieren del buscado originalmente. Las cantidades experimentales de deformación plástica obtenidas por tensión y por laminación en el acero empleado, se observan en la tabla 2. Los ajustes realizados a los valores experimentales de las propiedades estudiadas se hicieron empleando las sigu iguien ientes tes apli aplica caci cioone nes: s: Ma Matthc hcad ad ve vers rsió iónn 6.0 6.0, Sig Sigma Plot lot versión 2.0 y Microsoft Excel versión 7.0. 2. Valores de las deformacione ioness expe experí ríme ment ntal ales es obte obteni nida das, s, por por tens tensió iónn y laminación laminación,, en el acero AISI 1040 estudiiado estud ado..   bl

N°

%CW buscado

obtenida

obtenida

1

2

0,019

0,019

2

3

0,030

0,032

3

4

0,041

0,042

4

5

0,052

0,056

5

7

0,072

0,073

6

11

0,118

0,119

7

13

0,141

0,138

8

15

0,1 ,166 66

0,165

9

18

-

0,200

10

22

-

0,256

Pasada

EwT

EwL

capacidad idad,, con con una vel elooci cida dadd de des esppla laza zam mient ento con const stan ante te e ig igua uall a 3 mm/min mm/min,, sigu siguiiendo las especificaciones de la norm nor ma ASTM A 370-91 [7]. De las curvas reales de esfuerzo rzo-deformación sólo se toma en cuenta el rango de defo eforrmac maciión plá lást stic icaa un unif ifor orm me. Los porcentajes de trabajo en frío mediante tensión sim si mple a los cuales se sometieron las probetas fuero ronn: 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, y 15%, utilizándose 3 probetas para cada unoo, para el total de 24 probetas mencionadas un

CW: trabajo en frío río EwT: deformac deformaciión plástica por tensión. EwL:: de EwL defo form rmac ació iónn plást lástic icaa por por lam laminac naciión.

 

M Torres   col col..lRev lRevis ista ta Lati Latin noam oamer eric ican ana a de Metal etalur urg gia

 6

3. Res Resulta ultado doss y Di Disscu cussió ión. n.

1200

De los ensayos realizados al metal en estado recocido se obtuvieron las propiedades mecánicas que se reportan en la tabla 3. Así mismo, la ecuación de Hollomon ajustada para las curvas reales esfuerzo-deformación del

1000

acero recocido, con un error aproximado de 3,5%, se pres presen enta ta a co cont ntin inua uaci ción ón:: (J'

= 1031 E 0,196

(MPa) ± 3,5%

R2 = 0,991

(4)

 i

~

o

 

Materiales.

o o

800 600

o Lami Lamina naci ción ón I Tensión • Recocído

400

200 O

0,05

0,1

donde

0,15

0,2

0,25

0,3

 w

es el esfuerzo real 0 0 es el coeficiente de endurecimiento con un valor iguall a 1031 MPa igua s es la deformación real m es el exponente de endurecimiento con un valor igual a 0,1 ,196 96 (J' (J'

En las gráficas 1 y 2 se muestran los valores del coeficiente y del exponente de endurecimiento de la ecua ecuaci ción ón de Ho Holl llom omon on,, respectivamente respectivamente,, en función de las deformaciones efectuadas por tensión simple y laminación. En la gráfica 1 se observa que los valores del coeficiente para el acero sometido a ambos procesos tieenden a decrecer hasta un valor promedio aproximado ti de 80 800M 0MPa Pa..

Gráfica 1. Valores del coefic icie iennte de endurecimie iennto del acero, sometido ido a la lam mina inación y a tensión simple, en función de la deformaciión de trabajo en frío. deformac

En la gráfica 2 se puede observar que los valores del exponente de endurecimiento correspondientes al acero laminado son ligeramente mayores que los de tensión, y que ambos experimentan un rápido decrecimiento en forma exponencial en las primeras etapas de deformación a partir del exponente para el acero recocido (m = 0,196) 196).. Este comportamiento se observa hasta una deformación igual a 0,072. A partir de una deformación igual a 0,1 ,116 16 los valores de m comienzan a decrecer suavemente, siendo menos pronunciado el descenso en los valores del material sometido a laminación, y acentuándose la dife difere renc ncia ia en enttre éstos y los va valo lore ress de tens tensió iónn.

Tabla 3. Valo Valore ress ex expe peri rime ment ntal ales es prom promed edio ioss de las las prop propie ieda dade dess mecánicas del acero empleado en estad tado recocido.

Res Resis iste tenc nciia a la fl flue uenc ncia ia [M [MPa Pa]]

347,,1 ± 5,1 347

Resiiste Res stenncia máxima [MPa]

605,,3 ± 6,3 605

Esfu Esfuer erzo zo de fr frac actu tura ra [MPa] De Defo form rmac ació iónn de

987,,5 ± 4,5 987

,3 0,025 0,2 E 0,1 ,155 0,1 0,05

o Lami Lamina naci ción ón I Tens Tensiión • Reco Recoccido ido

8

O

°

0,05

0,1

0,15  w

0,2

0,25

0,3

0,603 ± 0,003

fr fraactur ctura Elongación [%]

(2 )

Gráfica Gráfi ca 2. Valores del ex expo ponnente de endurecimiento del acero, sometiido a laminación y a tensión simple, en fun somet unci cióón de la deformación de trabajo en frío frío..

22, 22,0 ± 0,2

Redu Reduccci cióón de áre área [%]

El descenso continuo observado en los valores de m  se debe a que la capacidad de endurecimiento del acero est stud udia iado do dis disminuy inuyee pr prog ogrresi esivamente con la deformación acumullada acumu ada..

45,3 ± 1,4

 

Revi Re vist sta a Lati Latino noam amer eric ican ana a dé Meta Metalu lurg rgia ia y Mat Materia eriales les

La diferencia que reflejan los valores del exponente de la ecuación de Hollomon del acero laminado y tensionado, se puede atribuir al menor grado de endurecimiento que experimentan las pletinas laminadas con respecto al acero som omeeti tido do a te tens nsió iónn, para iguales cantidades de trabajo en frío. En el caso de laminación existe un estado plano de deformaciones, en donde una de las deformaciones pri principales es nula a diferencia de tracción simple donde hay un estado triaxial de deformaciones. Posiblemente en un estado plano de deformaciones se generan menos dislocaciones y éstas interactúan menos entre sí que en el esta estado do tria triaxi xial al,, en endu dure reci cien endo do me meno noss el ma mate teri rial al.. En la gráfi ficca 3 se pr preese sent ntan an los los valor alorees expe experrime imental ntales es del esfuerzo verdadero de fractura para el acero sometido a tensión y laminación, en función de la deformación plástica de trabajo en frío, así como el esfuerzo de fractura del del acer aceroo re reco coci cido do.. 1200 1000  i

~ 

b

(5) donde

es la deformación de fractura del metal deformado erecocido s la deformación de fractura del metal es la deformación de trabajo en frío

0,7 0,6 0,5 ••. 0,4 ~ 0,3 0,2 0,1

°

800 e Laminación

60 0

Tensión • Reco Recoci cido do

200

°

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

o

·l

S   v ~

-

o

«

o

o Def. ef.fL b. Def. rr • Def. ef.rec rec.

°

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

 w

Gráfica 4. Val Valore oress exp experi erimen mental tales es de las def deform ormaci acione oness rea reales les de fr frac actu tura ra de dell acer aceroo lami lamina nado(Def do(Def.. tL), ten tensio sionad nadoo (De (Deff. ff y recocido recoc ido (Def (Def.. re rec. c.), ), en fu func nció iónn de la de defo form rmac ació iónn de trab trabaj ajoo en frío.

b.

4 00

27

Vol. Vol. 20 N° 1 , 2000

0,3

 w

Gráfica 3. Val Valore oress exp experi erimen mental tales es del esfuer esfuerzo zo rea reall de fractu fractura ra del del ac acer ero, o, some someti tido do a la lami mina naci ción ón y a tens tensió iónn si simp mple le,, en func funció iónn de la defo deform rmac ació iónde nde tr trab abaj ajoo en fr frío ío.. Para el material sometido a cada uno de los procesos de deformación plástica estudiados se puede observar que el valor del esfuerzo de fractura permanece aproximadamente constante e igual al del acero recocido. Este valor de esfuerzo de fractura puede considerarse entonces como un valor único que depende de la máxima capacidad de deformación del material en su estado recocido y no de la magnitud del trabajo en frío aplicado.

En la gráfica 5 se muestran los resultados obtenidos para la resistencia a la fluencia del acero deformado plásticamente (Syw), mediante laminación y tensión simple, en función de la deformación de trabajo en frío. Tamb Tambié iénn se pr pres esen enta tann los los va valo lore ress ca calc lcul ulad ados os teór teóric icam amen ente te,, util utiliz izan ando do los pa pará ráme metr tros os CJC  J o Y m) de la ecuación de Hollomon del material recocido, mediante la siguiente ecua ecuaci ción ón [3 [3]: ]: Syw = 1031   w donde   w

0 J9 6 •

(MPa)

es la resistencia a la fluencia del metal tra traba bajjad adoo en fr frío ío

(6)

Las deformaciones reales de fractura del acero en Las estado recocido, laminado y tensionado, para las diferentes deformaciones por trabajo en frío, se presentan en la gráfica 4. A partir del valor del material recocido   ro = 0,603), los valores de la deformación a la fractura del acero somettido a laminación y tensión simple tienden a some disminuir linealmente con la deformación de trabajo en frío. ío. Esto se debe a que, a medida que aumenta el trabajo en frío aplicado, disminuye la ductilidad y por lo tanto la deformación a la fractura del material deformado deformado,, la cual es una medida de su ductilidad. Lo anterior concuerda con lo señalado por Blanco (1990) a través de la ecuación:

es la deformación de trabajo en frío En esta gráfica se observa el aumento en forma potenciial de los valores de resistencia a la fluencia con el potenc aumento de la deformación plástica de trabajo en frío, tanto para los valores teóricos como para los expe experi rim men enta tale les. s. Tam ambi bién én se mu mueestra stra qu quee la re resi sist sten enccia del acero laminado es menor que la del sometido a tensión. Esta diferenc ferenciia se debe a lo expuesto anteriormente con relación al estado plano de deformaciones en el cua cuall se generan menos dislocaciones y por lo tanto resulta esulta:: me meno norr el en endu dure reci cimi mien ento to de dell ma mate teri rial al..

 

28

M Torres   col. col.//Re Revi vissta Lati Latino noam ameerica ricana na de Met etal alur urgi gia a 900-,------------~ 800t = . . . l

__ 700  r

: : l a   04 ~

~  

1

 

Materiales.. Materiales

Para el cálculo de la resistencia a la fluencia del acero deformado mediante tensión simple, la ecuación 6 queda de la si sigu guie iennte fo form rma: a:

\ i

~

:

rIl

400   -

o

300+---------

200+--~--,---,---~--~~ O

0,05

(MPa)

SyLexp. t.. t. . SyTexp. • Syo -Syteórico

+-_---  --- 

0,1

0,15

0,2

0,25

donde

0,3

SYr

(8)

es la resistencia a la fluencia del metal tr trab abaj ajad adoo en frí ríoo medi median antte ten ensi sión ón es la deformación de trabajo en frío me medi dian ante te te tens nsió iónn

 w

Valores teóricos de resistencia a la fluencia, empleando la ecuación de HoIlomon, y exp experi erimen mental tales es del materi mat erial al lamina laminado do  S Y L   y tensionado  S Y T , en función de la deform def ormaci aciónde ónde trabaj trabajoo en frío. frío. Gráfica

5.

ay ac ed icectiiódno taeór eótreicnasiódne la rE esxiisstteencuiana amlayo a ofrlueexnact ciatituddel en meltaalprsedi om debido a que los parámetros empleados en la ecuación teórica provienen de ajustes realizados en curvas de tensión. Ratke y Welch (1983) af afir irma mann que la falt alta de exac exacttit ituud en el ajuste empírico de diferentes modelos mate matemá máti tico cos, s, con respecto a los valores reales, se debe al método empíriico empleado en la obtención de los mismos. Una de empír las razones en las cuales se f.mdamenta esta afirmación radica en el hecho que, en procesos de deformación plástica como el proceso de laminación, el estado de esfuerzos y deformaciones que tiene lugar durante el pte rnsió oción esno sim difpile er.e Por delsu rov,adam o bos dus raproc ntoces e esos uos n dete enterm sarmin yoinan de tens imp le. supopbuest uesesto ambo pr de an las propiedades del metal de una manera propia y particular.. Ba particular Bajo jo esta estass circ circun unst stan anci cias as,, la determ erminación de expresiones empíricas deberia también ser particular y específica en la descripción del endurecimiento por de defo form rmac ació iónn de acu acuerdo erdo al proc proces esoo. Se propone, por lo tanto, para obtener una mejor

Combinando las ecuaciones 7 y 8 se obtiene la siguiente expresión para el fact actor de ajuste kL: (9) Los valores del factor de ajuste kL en función de la deformación por trabajo en frío se presentan en la gráfica 6, en donde se obser ervva su tendencia potencial decreciente en función de la deformación con un ajuste dado por la sig siguie uiente nte ecuaci ecuación ón:: (lO (l O) Al introducir en la ecuación 7 los valores del factor de ajuste kL obtenidos mediante la ecuación 1 para cada deformación,, se obtienen los valores calculados de la deformación resi esisten enccia a la fluencia del acero lami aminado. És Ésttos val aloore ress y los ~al alcculados empleando el valor promedio (SyL calc.) obte obtemd mdoo pa para ra k (kL=0,48  ,on similares milares.. Al co comp mpar arar ar lo loss valores de esLtas resistencias calculadas con los correspondientes valores experimentales (SyL exp.), prácticamente no se observa diferencia entre ellos lo cual indica que para el cálculo de la resistencia a la fluenc uenciia de dell acero lam amiinado estudiado, el valor del factor de ajuste kL puede ser tomado, por por simplicidad simplicidad,, como un valor constante e igual al promedio, manteniendo la exactitud

°

predicción de la resistencia a la fluencia del acero laminado,, realizar un ajuste de la deformación en la laminado ecuaci ecu ación ón te teór óric icaa (ecuación 6) de la siguiente mane anera: (MPa MPa)) donde

SYL

del del cálculo, co com mo se mues esttra en la gráfica 7 . 0,70 0,60

(7)

es la resistencia cia a la fluencia del del acero trab rabajad ajadoo en frío frío med media iannte lami lamina naci cióón es la deformaci ación de trabajo en frío median med iante te lamina laminació ciónn es el factor de aju ajuste de la defo deform rmac aciión de laminaciión. laminac ón.

De esta manera se pretende utilizar la ecuacion de Hollomon del metal recocido, y que fue obtenida mediante tracción simple, para calcular la resistencia del meta me tall defo deform rmad adoo medi median ante te laminación.

.,¡

- 

,50 0,40 0,30 0,20 0,1 ,10 0 O

0,05

0,1

0,1 ,15 5

0,2

0,25

0,3

0,35

 w

Gráfica 6. Valore Valoress del factor de ajuste para la de laminación laminación,, del acero acero est estudi udiado ado..

deformación

 

Revi Re vist sta a Lati Latino noam amer eric ican ana a de Metal etalu urg rgia ia y Mat ater eria iale less

 9

La de defo form rmac ació iónn a fr frac actu tura ra (y po porr lo tant tantoo la du duct ctil ilid idad ad)) de dell acer aceroo lami lamina nado do y tens tensio iona nado do disminuye line ineaalmen lmente te co conn la deform def ormaci aciónde ónde trabaj trabajoo en frío. ío.

900

800

 tr

Vol. Vol. 20 N° 1, 2000

700

Los valores de la resistencia a la fluencia del acero de defo form rmad adoo me medi dian ante te tens tensió iónn so sonn ma mayo yore ress qu quee los los de dell acer aceroo laminado y ambos aumentan potencialmente con la deformaciónde tra raba bajo jo en fr frío ío..

 

~

~ 500

00

40 0

Finalmente la resistencia a la fluencia del acero deformado en frío se puede estimar con bastante ex exaactit ctituud a trav travéés de la ecua ecuacció iónn pr prop opue uest sta: a:

-

o SyLexp. SyLexp. Potencial (SyL calc.) -

300 200 o

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

S Y w = e r o  k w ) m

donde k= 1 para el acero tensionado y k= 0,48 para el acer aceroo lami lamina nado do..

0,3

 w

Gráfic Grá ficaa 7. Val Valore oress exp experi erimen mental tales esy calc calculado uladoss de la resi resisten stencia cia

5. Referenc Referenciias Bibl Biblio iogr gráf áfic icas as..

a la fl flue uenc nciadel iadel ac acer eroo la lami mina nado do.. De esta manera se puede proponer la siguiente ecuación general para el cálculo de la resistencia a la fluencia de un materi mat erial alcon con trabaj trabajoo en frí frío: o:

l.

T. Sinha Metallurgical and Materials Transactions A  V 27 A, (1996), 33413343.

2.

W. Callister, Jr. Mate Materi rial alss Scie Scienc ncee and and En Engi gine neer erin ing. g. An Introduction John Wiley & Sons, New York, 1991, 199 1, p.l32. p.l32.

3.

J. Datsko Datsko,, Material Properties and Manufacturing John Wiley & Sons ns,, New York, 1991.

4.

L. Ratke and P. Welch (1983),,226-232. (1983)

(11)

donde k = 1 para tensió iónn simp simple le y k= 0,48 para el acero es estu tudi diad adoo en el pr proc oces esoo de la lami mina naci ción ón.. Falt Faltar aria ia obte obtene nerr el valor de  k para para otro otross pr proc oces esos os de co conf nfor orma mado do y otros otros mat mateeriales iales,, lo cuall se esp cua espera era rea realiz lizar ar en futuro futuross trabaj trabajos. os. 4. Conclusiones.

Del análisis de los resultados anteriores se proponen las siguientesconclusiones guientesconclusiones::

5.

El co coeefi ficcie ient ntee de la ec ecua uacció iónn de Hol olIo Iomo monn para para el acer aceroo

6.

R. Kishore

and

Metalkunde   Metalkunde

O. Blanco. Procesos de Fabricación. USB, 19 1990 90..

Básicos   Básicos

ASTM

Designación

E 8M-91.

V 74 74,, 4, Conceptos

Standard

Test