Influencia de los procesos de laminación en la microestructura
En este artículo se muestran microestructuras de una chapa de titanio grado 2 sometida a deformación en frío por laminación. Se realizan distintas etapas de laminación en frío hasta alcanzaf diferentes niveles de deformación, con el objetivo de comparar la microestructura obtenida con respecto a la microestructura sin deformar y valorar la influencia de los procesos de laminación en la microestructura.
Posteriormente, se aplican distintos tratamientos de recocido de recristalización, observando su efecto sobre la microestructura deformada.
Condiciones experimentales
Chapa de titanio grado 2, de 0.8 mm de espesor, laminada en frío hasta diferentes espesores. Definimos el grado de deformación en laminación como:
\varepsilon_t=\ln\left(\dfrac{t_0}{t_f}\right)
Siendo t_0 y t_f los espesores inicial y final de la chapa.
La chapa ha sido laminada con los siguientes grados de laminación: 0.58, 0.47, 0.29, 0.21 y 0.13, correspondientes a espesores finales de 0.45, 0.5, 0.6, 0.65 y 0.7 mm.
Variaciones en la microestructura tras el proceso de laminación
Seguidamente se muestra la microestructura de la chapa para cada grado de deformación obtenido, en función del proceso de laminación realizado.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.13. Estructura con granos ligeramente deformados, principalmente por maclado, junto con granos aun equiaxiales.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.21. Estructura con granos ligeramente deformados, principalmente por maclado, junto con algunos granos equiaxiales.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.29. Estructura con granos ligeramente deformados, principalmente por maclado, junto con algunos granos equiaxiales.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.47. Estructura con granos fuertemente deformados, principalmente por maclado.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.58. Estructura con granos fuertemente deformados, principalmente por maclado.
Variaciones de la microestructura después de aplicar tratamientos de recocido
Tras las laminaciones, las chapas han sido sometidas a diferentes recocidos con el fin de determinar la temperatura y tiempo necesarios para producir una recristalización y, por consiguiente, una relajación del material similares al material de partida. Si tomamos, por ejemplo, la chapa laminada hasta \varepsilon_t=0.47, sometida a recocidos de 1 hora a diferentes temperaturas, se han obtenido las siguientes microestructuras:
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.47 y recocido 1 hora a 400ºC. Se aprecia una estructura algo relajada en comparación con la laminada, pero sin recristalización.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.47 y recocido 1 hora a 500ºC. Se aprecia el inicio de recristalización con la presencia de pequeños granos de carácter más o menos equiaxial junto con maclas.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.47 y recocido 1 hora a 600ºC. Se aprecia una estructura totalmente recristalizada, con un tamaño de grano similar al del material de partida.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.47 y recocido 1 hora a 700ºC. Se aprecia una estructura totalmente recristalizada, pero con un tamaño de grano mayor al del material de partida.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.47 y recocido 1 hora a 800ºC. Se aprecia una estructura totalmente recristalizada, pero con un tamaño de grano mucho mayor al del material de partida.
En este caso, la temperatura y tiempo de tratamiento más idóneos serían de 600ºC durante 1 hora.
A continuación, analicemos un ejemplo con menor deformación, como el correspondiente a \varepsilon_t=0.13.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.13 y recocido 1 hora a 400ºC. Se aprecia una estructura algo relajada en comparación con la laminada, pero sin recristalización.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.13 y recocido 1 hora a 500ºC. Se aprecia el inicio de recristalización con la presencia de pequeños granos de carácter más o menos equiaxial junto con maclas.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.13 y recocido 1 hora a 600ºC. Se aprecia una estructura totalmente recristalizada, pero con grano no homogéneo, como consecuencia del crecimiento excesico de algunos de ellos a expensa de otros.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.13 y recocido 1 hora a 700ºC. Se aprecia una estructura totalmente recristalizada, pero con un tamaño de grano mayor al del material de partida.
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.13 y recocido 1 hora a 800ºC. Se aprecia una estructura totalmente recristalizada, pero con un tamaño de grano mucho mayor al del material de partida.
En este caso, los parámetros correctos de recocido serían de 1 hora a temperatura algo menor a 600ºC.
Lógicamente, para un caso intermedio se deberá cumplir aproximadamente un estado intermedio:
Ti grado 2 laminado hasta \varepsilon_t=0.029 y recocido 1 hora a 600ºC. Se aprecia una total recristalización con tamaño de grano similar al del material de partida.
Conclusión
En consecuencia, para este material y para todos sus estados de laminación posibles, los parámetros de recocido para conseguir dejar el material en un estado similar al de partida serían de 1 hora a 600ºC o ligeramente inferior, preferiblemente en atmósfera de gas noble o vacío.
¡Valora este artículo!
| Contenido | |
| Claridad de la explicación | |
| Calidad de las imágenes | |
| ¿Cuánto has aprendido? | |
|
Promedio
|
|
|
|