Page 21 - MetalForming Magazine Mexico Invierno 2023

Esta gráfica ilustra la forma en que la cantidad promedio de aceros de mediana a alta resistencia (línea naranja) en los vehículos de pasajeros se incrementó en relación al peso del vehículo (línea azul), de 1970 a 2017.
veces esa cantidad. Los años de 1980 vieron la comercial- ización de los aceros HSLA, disponibles en la actualidad con resisten- cias a la deformación que exceden los 700
MPa.
Aceros Templables por Horneado
Los tipos de acero templable por hornea- do (BH, por sus siglas en inglés) exhiben un aumento en la resisten- cia a la deformación posterior al estampado a temperatura ambiente seguido por un proceso a través de un ciclo tér-
templado post formado hacen que los aceros HSLA sean económicos para muchas aplicaciones.
A mediados de los ‘70s, La Investi- gación de General Motors modificó los calibres existentes SAE para producir aceros rolados en caliente de 2-mm- de espesor con estas propiedades aproximadas: 600-MPa de resistencia a la deformación, 700-MPa de resisten- cia a la tensión y elongación total de 17 por ciento. Después del templado ydelroladoenfríoa1mm,las propiedades cambiaron a 460-MPa de resistencia a la deformación, 615-MPa de resistencia a la tensión y elongación de 23-por ciento. Significativamente, el parámetro más relacionado a la formabilidad de la lámina, el valor-n, mejoró a 0.24, comparable al valor-n del acero dulce con la mitad de la resistencia a la deformación. GM llevo a cabo pruebas de fatiga y de formado de estos dos calibres en aplicaciones de rines y de discos y encontró que el GM 980X era un sustituto viable para el acero simple al carbón en estas apli- caciones y podría resultar en ahorros en peso de hasta un 25 por ciento. Otras aplicaciones bajo consideración incluían brazos de control, barras y refuerzos de parachoques. Mientras
que GM no pretendía comercializar estos tipos, su trabajo impulso la inves- tigación e inversión adicionales.
Las microestructuras de diseño y las propiedades favorables de estos tipos provienen del procesamiento tér- mico y mecánico en la acería. Con la mira en el mercado potencial, los fab- ricantes de acero invirtieron en la tec- nología necesaria para obtener las tasas críticas de calentamiento y de enfri- amiento requeridas para estos produc- tos. Otra de las inversiones hechas por los acereros: técnicas analíticas mejo- radas, incluyendo la del microscopio de transmisión de electrones ( Trans- mission Electron Microscope, o TEM), por sus siglas en inglés), que ayudó a los investigadores a entender mejor la interacción entre las condiciones del proceso de la acería, contenido de la aleación y de las propiedades resul- tantes del acero. Los TEMS requerían de operadores altamente experimen- tados a la par de ingenieros conoce- dores para interpretar los resultados y, llegó con un precio significativo de adquisición. En la actualidad los mod- elos básicos cuestan alrededor de $100,000 USD, pero, con las adiciones, las modificaciones y las actualiza- ciones, el precio puede elevarse diez
mico comparable al perfil de tiempo- temperatura utilizado en el curado (u horneado) de pintura automotriz — aproximadamente 170 C por 20 min. Estos tipos tienen una resistencia a la deformación de 180 to 300 MPa al ser enviados desde la acería y son endure- cidos en-el-trabajo aproximadamente 30 MPa con la introducción de 2 por ciento de esfuerzo, ya sea por estam- pado o durante una prueba de tensión. Posterior al formado, el ciclo de pin- tado-horneado resulta en un incre- mento adicional de fluencia de 20 a 35 MPa.
Estos tipos encuentran aplicaciones en los paneles de carrocerías, capós y en las cubiertas de las puertas. Los ele- mentos de endurecido por solución sólida como el fósforo, manganeso y silicón ayudan a lograr la resistencia inicial deseada.
Una cantidad específicamente dis- eñada de carbón remanente en la solu- ción sólida, de alrededor 25 partes/mil- lón, resulta en un incremento adicional en la fluencia mediante un envejec- imiento controlado del carbono durante el ciclo térmico de pintado- horneado. Esto incrementa la fluencia de las piezas formadas aumentando la resistencia a abolladuras. La formabil-
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MetalForming/Invierno 2023 19
La ciencia de la formación
PESO PROMEDIO DEL VEHÍCULO (LIBRAS)
CONTENIDO DE ACERO DE RESISTENCIA MEDIANA A ALTA
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