Aceros TRIP (TRansformation Induced Plasticity)

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Aceros TRIP (TRansformation Induced
Plasticity)
Extracto del catálogo de productos -edición para Europa
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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
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Aceros TRIP (TRansformation Induced Plasticity)
Aceros de muy alta resistencia
Presentación
Los aceros TRIP 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 TRIP: "Transformation Induced Plasticity"). Este efecto TRIP 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, por 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 TRIP 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 TRIP está formada por dos calidades de laminado en frío (TRIP 690 y TRIP 780) identificadas por su nivel mínimo de
resistencia a 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 TRIP está especialmente
adaptada 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 TRIP. Para
integrar este 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 TRIP 780 electrocincado (esp.:
1,2 mm)
Travesaño de parachoques en TRIP 780 electrocincado
(esp.: 1,6 mm)
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Designación y norma
TRIP 690
Euronorms
VDA 239-100
HCT690T (+ZE, +Z)
CR400Y690T-TR (-UNC,-EG,-GI)
HCT780T (+ZE, +ZF)
TRIP 780
Euronorms
Sin revestir (EN 10338 :2015): Grado de acero
Electrocincado (EN 10338 :2015 + EN 10152 :2009): Grado de acero +ZE
Galvannealed (EN 10346 :2015): Grado de acero +ZF
Extragal® (EN 10346 :2015): Grado de acero +Z
CR450Y780T-TR (-UNC,-EG,-GA)
VDA 239-100
Sin revestir: Grado de acero-UNC
Electrocincado: Grado de acero-EG
Galvannealed: Grado de acero-GA
Extragal®: Grado de acero-GI
Laminado en caliente Laminado en frío
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)
TRIP 690
410 -510
690 -800
≥ 25
≥ 0,19
40
TRIP 780*
450 -550
780 -900
≥ 23
≥ 0,18
40
Laminado en caliente Laminado en frío
*El producto también se encuentra disponible con un límite elástico normal de 500
MPa Microestructura típica del TRIP 780 electrocincado laminado
en frío
(proporción de austenita residual de aprox. 18%)
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Microestructura típica del TRIP 690 galvanizado en caliente
(proporción de austenita residual de aprox. 10%)
Composición química (%)
C
Max
Mn
Max
Al +Si
Max
TRIP 690
0,200
2,0
2,0
TRIP 780
0,250
2,0
2,0
Laminado en caliente Laminado en frío
Revestimientos disponibles
Sin revestir
Electrocincado
TRIP 690
X
X
TRIP 780
X
X
Galvannealed
Extragal®
X
O
X
Laminado en caliente Laminado en frío
X Disponible - O En desarrollo Consejos de utilización y de aplicación
Conformación
Los aceros TRIP presentan una gran ductilidad, con respecto a su nivel de resistencia a la tracción. Por ejemplo, el TRIP 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 TRIP 690 y TRIP 780 laminados en frío de 1,5
mm de espesor. Ofrecen una conformabilidad superior a un acero Dual Phase 600 de resistencia inferior.
Curva límite de conformación de los aceros TRIP 690 y 780 (esp.: 1,5 mm)
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No dude en consultarnos si necesita información sobre la conformación de la gama de aceros TRIP.
Con el fin de sacar el mejor partido posible de los aceros TRIP, 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 tiene en cuenta su recuperación elástica desde la fase de diseño.
Soldabilidad
Soldadura por puntos
Los aceros TRIP 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 TRIP/TRIP, 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 TRIP 690 Extragal® y TRIP 780 EZ sobre la
base de combinaciones homogéneas, de acuerdo con la norma ISO 18278-2:
Revestimiento
Espesor
(mm)
Intensidad
Máx. (kA)
Diámetro
soldadura
(mm)
Esfuerzo en
Esfuerzo en
tracción-cizallamiento
tracción pura (kN)
(kN)
TRIP
690
Extragal®
1,0
8,3
6,5
6,7
13
TRIP
Electrogalvanizado
1,0
7,7
780
Laminado en caliente Laminado en frío
6,7
5,5
13,7
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 TRIP 780 ha sido determinada a partir de CMOS (Caracterización de Modalidad Operativa de Soldadura basada en
la norma 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 TRIP 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 TRIP 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).
Las CMOS muestran que el comportamiento global de la soldadura es satisfactorio respecto a los criterios de resistencia mecánica
impuestos por las 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 bien adaptada a las uniones TRIP/TRIP.
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 TRIP.
Fatiga
Teniendo en cuenta de su elevada resistencia mecánica, los aceros TRIP ofrecen propiedades de resistencia a la fatiga muy interesantes
comparadas con las de los aceros corrientes.
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Por ejemplo, los 2 gráficos siguientes representan las curvas de Wöhler de distintos aceros TRIP. 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 TRIP
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 TRIP
ArcelorMittal puede poner a disposición de sus clientes una base de datos incluyendo el rendimiento en fatiga de los aceros de la gama
TRIP.
Resistencia a los choques
Por sus cargas de rotura muy elevadas, los aceros TRIP son especialmente buenos para la elaboración de piezas que deben absorber
energía durante un choque.
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Los aceros TRIP 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 TRIP,
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: 08-01-2016
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