Caracterización metalográfica, estructural y mecánica de un acero avanzado de baja densidad Fe-Mn-Al-C microaleado conTi/B

Abstract

The low density steels (LD) of the Fe-Mn-Al-C system belong to the third generation of advanced high-strength steels. The development of LD steels is in line with the new energy and ecological policies, focused on reducing fuel consumption to mitigate the problem of environmental pollution, since these advanced steels have an excellent ratio of high strength and high ductility, as well as a reduction in density of up to 20%. The main objective of this research project was to characterize metalographically, structurally and mechanically a Fe-27Mn-7Al-1.2C low density austenitic steel microalloyed with Ti/B. For this purpose, calculations were made using JMatPro and ProCast software packages in order to predict thermo-physical properties, phase and transformation diagrams according to the chemical composition, as well as to simulate solidification conditions. Heat treatments of homogenization, solubilization and aging were designed and performed, as well as thermo-mechanical treatmentof hot-rolling. The studied LD steel exhibited a density of 6.87 g/cm3, which represents a decrease of 12.48% compared to conventional steels. In general, Ti and B addition to LD steel generated hardening by solid solution, grain refinement, grain growth inhibition and recrystallization acceleration.

Los aceros de baja densidad (LD) del sistema Fe-Mn-Al-C pertenecen a la tercera generación de aceros avanzados de alta resistencia. El desarrollo de aceros LD está acorde con las nuevas políticas energéticas y ecológicas, enfocadas a disminuir el consumo de combustibles para mitigar el problema de la contaminación ambiental, ya que estos aceros presentan una excelente relación de alta resistencia y elevada ductilidad, además de una reducción en densidad de hasta 20%. El objetivo principal de este proyecto de investigación fue caracterizar metalográfica, estructural y mecánicamente un acero austenítico de baja densidad Fe-27Mn-7Al-1.2C microaleado con Ti/B. Para este propósito se realizaron predicciones mediante programas JMatPro y ProCast para predecir propiedades termo-físicas, diagramas de fases y transformación en función de la composición química, así como simular las condiciones de solidificación. Se llevaron a cabo una serie de tratamientos térmicos como homogenizado, solubilizado y envejecimiento por precipitación, así como tratamiento termo-mecánico de laminación en caliente. El acero bajo estudio presentó una densidad de 6.87 g/cm3, lo cual representa una disminución de 12.5% respecto a los aceros convencionales. En general, la adición de Ti y B generó endurecimiento por solución sólida, refinamiento de grano, inhibición del crecimiento de grano y aceleración de la recristalización.