Aceros TRIP (TRansformation Induced Plasticity)

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1 Automotive Worldwide Aceros (TRansformation Induced Plasticity) Extracto del catálogo de productos -edición para Europa Advertencia: los datos presentes pueden cambiar. Les invitamos a que se pongan en contacto con nuestros equipos comerciales para obtener para un pedido concreto la respuesta a sus necesidades. Para cualquier otra información complementaria, pueden escribirnos a la dirección: automotive.request@arcelormittal.com

2 Para cualquier otra información complementaria, pueden escribirnos a la dirección: automotive.request@arcelormittal.com Aceros (TRansformation Induced Plasticity) Aceros de muy alta resistencia Presentación Los aceros se caracterizan por un equilibrio entre resistencia y ductilidad especialmente elevado que se deriva de su microestructura. Por esta razón, estos aceros son muy apreciados para la elaboración de piezas de estructura y de refuerzo de formas complejas. Esta microestructura, formada por una matriz ferrítica dúctil en la que se encuentran islotes de bainita dura y de austenita residual. Este tipo de microestructura pertmi obtener alargamientos elevados gracias a la transformación de dicha austenita residual en martensita por efecto de la deformación plástica (efecto : "Transformation Induced Plasticity"). Este efecto confiere a estos aceros un equilibrio excelente entre resistencia y ductilidad. La capacidad de consolidación de estos aceros es considerable, lo que les confiere una buena aptitud para la distribución de las deformaciones y, p consiguiente, una buena estampabilidad. Esta consolidación permite obtener también unas características mecánicas en las piezas, especialmente en cuanto al límite de elasticidad, mucho más elevadas que en el metal sin trabajar. Este fuerte potencial de consolidación y una elevada resistencia mecánica le confieren una excelente capacidad de absorción de la energía. Además, los aceros presentan un efecto BH (Endurecimiento al horno -Bake Hardening) pronunciado tras la deformación, lo que mejora en consecuencia su comportamiento ante el choque. La gama de aceros está formada por dos calidades de laminado en frío ( 690 y 780) identificadas por su nivel mínimo de resistencia la tracción, expresada en MPa. Aplicaciones Gracias a su fuerte capacidad de absorción de la energía y de su buena resistencia a la fatiga, la gama de aceros está especialmente adaptad a las piezas de estructura y de seguridad tales que travesaños, largueros, refuerzos de pie central, armazones o refuerzos de parachoques. ArcelorMittal dispone de un conjunto de datos relativos a la conformación y a las propiedades de uso de la familia de aceros. Para integrar est acero desde la fase de diseño, un equipo de expertos puede realizar estudios específicos basados en modelizaciones o en ensayos experimentales Refuerzo de pie central en 780 electrocincado (esp.: 1,2 mm) Travesaño de parachoques en 780 electrocincado (esp.: 1,6 mm) Designación y norma 2

3 Designación y norma Euronorms VDA HCT690T (+ZE, +Z) CR400Y690T-TR (-UNC,-EG,-GI) 780 HCT780T (+ZE, +ZF) CR450Y780T-TR (-UNC,-EG,-GA) Euronorms Sin revestir (EN :2015): Grado de acero Electrocincado (EN : EN :2017): Grado de acero +ZE Galvannealed (EN :2015): Grado de acero +ZF Extragal (EN :2015): Grado de acero +Z VDA Sin revestir: Grado de acero-unc Electrocincado: Grado de acero-eg Galvannealed: Grado de acero-ga Extragal : Grado de acero-gi Estas correspondencias se ofrecen a título indicativo. En general, las clases de acero de ArcelorMittal ofrecen propiedades mecánicas con especificaciones más estrictas (véase el cuadro siguiente). El cuadro de arriba resume, a título indicativo, las correspondencias entre la gama ArcelorMittal y las normas Europeas y VDA. Características técnicas Propiedades mecánicas Garantías en chapas sin revestir medidas en sentido longitudinal con una probeta ISO 20x80 Re (MPa) Rm (MPa) A (%) L0 = 80 mm e < 3 mm n BH2 (MPa) , * ,18 40 *El producto también se encuentra disponible con un límite elástico normal de 500 MPa Microestructura típica del 780 electrocincado laminado en frío (proporción de austenita residual de aprox. 18%) 3

4 Microestructura típica del 690 galvanizado en caliente (proporción de austenita residual de aprox. 10%) Composición química (%) C Max Mn Max Al +Si Max 690 0, ,250 Revestimientos disponibles y disponibilidad global Sin revestir Electrocincado Extragal Galvannealed Jetgal EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA C Comercial en aspecto no visible En prueba clientes En desarrollo Comercial para pieza de aspecto no visible y visible (Z) EUR : Región Europa -NAM : Región América del Norte -SAM : Región América del Sur -RSA : Región Africa del Sur -CHI : China X Disponible - O En desarrollo Consejos de utilización y de aplicación Conformación Los aceros presentan una gran ductilidad, con respecto a su nivel de resistencia a la tracción. Por ejemplo, el 780 laminado en frío presenta un alargamiento distribuido similar al de un acero ArcelorMittal 04. La siguiente figura presenta un ejemplo de una curva límite de conformación para los aceros 690 y 780 laminados en frío de 1,5 mm de espesor. Ofrecen una conformabilidad superior a un acero Dual Phase 600 de resistencia inferior. 4

5 Curva límite de conformación de los aceros 690 y 780 (esp.: 1,5 mm) No dude en consultarnos si necesita información sobre la conformación de la gama de aceros. Con el fin de sacar el mejor partido posible de los aceros, conviene tener en cuenta desde el diseño de las piezas las características del metal tras la conformación, y no las del metal sin trabajar. La excelente estampabilidad de esta familia de aceros permite realizar piezas de seguridad y de estructura de geometría simple o compleja si se tie en cuenta su recuperación elástica desde la fase de diseño. Soldabilidad Soldadura por puntos Los aceros pueden soldarse mediante los procedimientos clásicos con una adaptación de los parámetros del proceso. Teniendo en cuenta el incremento del carbono equivalente, es necesario aumentar los esfuerzos y adaptar los ciclos, con el fin de obtener puntos de buena calidad. En soldadura homogénea /, el modo de rotura puede ser parcialmente interfacial. Esta tendencia se puede reducir mediante la elección de unos parámetros de soldadura optimizados. A título indicativo, tenemos un ejemplo de parámetros de soldadura por puntos sobre aceros 690 Extragal y 780 EZ sobre la base de combinaciones homogéneas, de acuerdo con la norma ISO : 690 Revestimiento Espesor (mm) Intensidad Máx. (ka) Diámetro soldadura (mm) Extragal 1,0 8,3 6,5 6,7 13 1,0 7,7 6,7 5,5 13,7 Electrogalvanizado 780 Esfuerzo en Esfuerzo en tracción-cizallamiento tracción pura (kn) (kn) Soldadura por arco MAG La soldadura por arco MAG (Metal Active Gas) utiliza un alambre de aportación fusible bajo protección gaseosa activa. Puede utilizarse para espesores superiores a 0,8 mm. La soldabilidad MAG del 780 ha sido determinada a partir de CMOS (Caracterización de Modalidad Operativa de Soldadura basada en la norm EN 228 y EN 25817) sobre ensambles a tope en 1,5 mm de espesor. La energía de soldadura utilizada es del orden de 2 kj/cm. La composición química del 780 conduce a un Ceq típico relativamente alto, del orden de 0,50. No obstante, no es necesario tomar ninguna precaución especial respecto a los riesgos de fisurado en frío. Los finos espesores utilizados (< 2 mm) minimizan las tensiones de embridado durante la soldadura. La combinación más adecuada para la soldadura MAG del 780 en la gama de espesor del orden de 1,5 mm es la siguiente: Alambre de aportación de tipo G3Si1 según EN 440; Gas de protección argón + 8% de CO2. (M21 según EN 439). 5

6 Las CMOS muestran que el comportamiento global de la soldadura es satisfactorio respecto a los criterios de resistencia mecánica impuestos por la normas, en el sentido de que: los plegados aguantan a 120 y se fisuran por el envés a 180, en los ensayos de tracción, todas las roturas están localizadas en el metal de base gracias a la dilución metal de base /metal de aportación, incluso con el alambre G3Si1. Soldadura láser Las pruebas realizadas con soldadura láser no han presentado dificultades particulares. La soldadura láser por solapamiento está especialmente bi adaptada a las uniones /. Con base de la amplia experiencia en la caracterización de sus productos, ArcelorMittal puede proporcionarle la asistencia técnica necesaria para adaptar los parámetros de soldadura a cualquier producto de la gama. Fatiga Teniendo en cuenta de su elevada resistencia mecánica, los aceros ofrecen propiedades de resistencia a la fatiga muy interesantes comparadas con las de los aceros corrientes. Por ejemplo, los 2 gráficos siguientes representan las curvas de Wöhler de distintos aceros. Se expresan en términos de esfuerzo máximo en función del número de ciclos aplicados. Se obtienen según 2 relaciones de carga, en tracción alterna simétrica R=1 o en tracción repetida R = 0,1. Curvas de Wöhler o curvas SN de los aceros 6

7 El gráfico siguiente representa las curvas oligocíclicas o curvas EN de estos mismos aceros. Se expresan en amplitud de deformación según el número de alternancias (un ciclo corresponde a 2 alternancias). Otros datos de fatiga con un mayor o menor número de ciclos están disponibles previa solicitud. Curvas oligocíclicas o curvas EN de los aceros ArcelorMittal puede poner a disposición de sus clientes una base de datos incluyendo el rendimiento en fatiga de los aceros de la gama. Resistencia a los choques Por sus cargas de rotura muy elevadas, los aceros son especialmente buenos para la elaboración de piezas que deben absorber energía durante un choque. Los aceros han sido caracterizados en compresión axial a una velocidad de impacto de 56km/h. Para ello, muestras de geometría omega cerradas con una placa soldada por puntos son utilizadas. Estos ensayos han mostrado un excelente comportamiento al choque de dichos aceros. Potencial de aligeramiento en relación con un acero HSLA380 (referencia) Estos resultados se obtienen con muestras fabricadas mediante plegado. La consolidación en la estampación tiene un efecto altamente benéfico sobre el potencial de absorción de energía de esta calidad. Con el fin de sacar el mejor partido posible de los aceros, conviene tener en cuenta desde el diseño de las piezas las características del metal tras la conformación (consolidación), y no las del metal sin deformar. Los ensayos de aplastamiento en probetas estampadas han mostrado tener un aumento del 9% de la energía absorbida con respecto a la solución plegada. ArcelorMittal Actualización: