102 / 108
EuroWire – Mayo de 2012
100
Artículo técnico
una aleación de boro y nitrógeno en
relación estequiométrica y una aleación
superestequiométrica con relación B:N
de 2:1. Este último acero permite estudiar
el efecto del boro “libre” adicional en
el desarrollo microestructural y las
propiedades microestructurales.
La
Tabla 1
muestra la composición de las
barras preparadas en el laboratorio; nótese
que las relaciones de las composiciones
en estado bruto de colada (
“as-cast”
)
eran un poco más altas de preparadas
en laboratorio, en concreto 1,44 y 2,39
respectivamente en las aleaciones de B
y con alto contenido de B. Por lo tanto, la
aleación de B también puede contener
boro libre.
Las barras fueron laminadas en caliente
en un laminador cargado a mano a una
temperatura de 1176°C y la reducción
fue realizada en tres etapas en dos
laminadores en caliente.
Inicialmente, las barras fueron reducidas
de 12,7 a 9,5cm, obteniéndose barras
cuadradas de aristas redondeadas (
RCS -
Round Corner Square
), que luego fueron
enfriadas con aire a la temperatura
ambiente, recalentadas y laminadas hasta
4,76cm. Sucesivamente, el material fue
mecanizado para eliminar los óxidos y
cortado en 6-7 trozos. La reducción final
fue realizada en un segundo laminador en
caliente hasta el tamaño final de 7,1mm.
Después de la laminación en caliente, se
enfrió el material con aire a la temperatura
ambiente. Luego, el material fue cortado
con sierra en piezas de 3,7m, antes de
ser trefilado. Se obtuvieron veinticuatro
secciones de cada aleación. Aunque
los cálculos termodinámicos obtenidos
mediante el programa Thermo‑Calc
®
preveían una posible fragilidad en
caliente del acero con alto contenido de
B, no se observaron roturas ni defectos
superficiales significativos.
Dado que se había notado una
descarburización significativa,
8
el material
fue sometido a rectificado sin centros
hasta un diámetro de 5,5mm. Luego, se
analizó si las varillas laminadas en caliente
presentaban o no segregación de carbono
y se seleccionaron solamente las varillas
con contenido de carbono de 0,78 ± 0,01
pct de peso para el trefilado de alambre
sucesivo.
Se efectuó el trefilado de alambre en el
Bekaert Technology Centre aplicando
una reducción a 2,5mm de diámetro en
ocho pasos de trefilado. Sucesivamente,
se efectuó el patentado en baños de sales
a una temperatura de 980ºC seguida de
520ºC. Luego, el alambre patentado fue
trefilado de nuevo hasta 1mm.
Se efectuaron ensayos de tracción en una
máquina electromecánica a una velocidad
de deformación constante de 5,6 10
-4
/s,
con un extensómetro de 5cm al 50%. Se
probaron dos muestras en cada condición.
Se determinaron las deformaciones
uniformes como deformación ingenieril
a la carga de pico usada para los cálculos
del límite de resistencia a la tracción
(
UTS
-
Ultimate Tensile Strength
), y las
deformaciones a rotura totales fueron
obtenidas de la lectura del valor del
extensómetro en el momento de la
fractura final. Todas las muestras se
rompieron dentro de la longitud específica
del extensómetro salvo donde se indique
lo contrario.
La caracterización microestructural fue
realizada con microscopía óptica de luz
en muestras atacadas químicamente con
Picral al 4% y con microscopía electrónica
de transmisión (
TEM
) en un instrumento
Philips CM120 a 120kV.
Las láminas finas fueron electropulidas
con un equipo para el pulido electrolítico
de dos chorros de Fischione a 32V a
temperatura ambiente, usando una
mezcla de 95 pct de ácido acético y 5 pct
de ácido perclórico.
El estudio de dilatometría fue realizado
en un sistema Gleeble
®
1500. Las muestras
fueron calentadas a 950°C a una velocidad
de calentamiento constante de 20°C/s y
fueron mantenidas isotérmicas durante
cinco minutos.
Luego, el acero fue enfriado en helio a
velocidades de enfriamiento constante
▼
▼
Figura 1
:
Micrografías ópticas de luz de las varillas laminadas en caliente de acero de base, al B y con alto contenido
de B. Muestras tomadas en sentido transversal al de laminación, en el centro de la sección, ataque con Picral al 4%
▲
▲
Figura 2
:
Micrografía electrónica de transmisión
del material con alto contenido de B laminado en
caliente y enfriado con aire
Base
B
Alto
conte-
nido
de B