Estudio de la resistencia al desgaste de aceros alto manganeso de plasticidad inducida por maclaje (TWIP) microaleados

Abstract

Steels twinning induced plasticity (TWIP), are classified as high-strength steels advanced AHSS, which may have a high content of Mn (17-24%) are completely austenitic does at room temperature. Also characterized by a low stacking fault energy SFE (Stacking Fault Energy, for its acronym in English) that favors twinning as the main deformation mechanism. So far there is information indicating results of the effect that the microalloying elements in these steels on the behavior of the wear resistance. The present research has as main objective to determine the influence of adding different microalloying elements (Nb, Ti, V and B) on the wear resistance of TWIP Steels and evaluate wear mechanisms acting during the process. To determine this effect, wear tests were performed using the technique "Pin-on-Ring" at different load levels (52, 103 and 154 N) and sliding speed (0.2 and 0.86 m / s). Additionally metallographic characterization techniques were employed by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and Vickers microhardness. Overall the results indicate that the best wear characteristics of TWIP steels under study is presented with high sliding speed (0.86 m / s) in the three load levels, which is attributed to the improved stability of the oxide layer on the substrate (tribochemical reaction). According to the characterization of surfaces and waste (debris) of wear is the dominant mechanism oxidative. The TWIP steel has better wear behavior is microalloyed with Nb (TW-Nb), which is associated with effects of solid solution hardening and precipitation.

Los aceros de Plasticidad Inducida por Maclaje (TWIP), están clasificados como aceros avanzados de alta resistencia AHSS, los cuales pueden tener un alto contenido de Mn (17- 24%) que hace sean completamente austeníticos a temperatura ambiente. Además se caracterizan por un bajo nivel de energía de falla de apilamiento SFE (Stacking Fault Energy, por sus siglas en inglés) que favorece el maclaje como mecanismo principal de deformación. Hasta ahora no hay información que muestre resultados del efecto que tienen los elementos microaleantes en estos aceros sobre el comportamiento de la resistencia al desgaste. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal determinar la influencia de la adición de diferentes elementos microaleantes (Nb, Ti, V y B) sobre la resistencia al desgaste de Aceros TWIP y evaluar los mecanismos de desgaste actuantes durante el proceso. Para determinar tal efecto, se realizaron ensayos de desgaste mediante la técnica "Pin-on-Ring" a diferentes niveles de carga (52, 103 y 154 N) y velocidad de deslizamiento (0.2 y 0.86 m/s). Adicionalmente se emplearon técnicas de caracterización metalográfica mediante microscopia óptica, microscopia electrónica de barrido, difracción de Rayos-X y microdureza Vickers. En general los resultados indican que el mejor comportamiento al desgaste de los aceros TWIP bajo estudio se presenta con velocidad de deslizamiento alta (0.86 m/s) en los tres niveles de carga, lo cual se atribuye a la mejor estabilidad de la capa de óxido sobre el sustrato (reacción triboquímica). De acuerdo con la caracterización de las superficies y residuos (debris) de desgaste el mecanismo predominante es oxidativo. El acero TWIP que presenta mejor comportamiento al desgaste es el microaleado con Nb (TW-Nb), lo cual se asocia a efectos de endurecimiento por solución sólida y precipitación.