Análisis de Elementos Finitos de Plasticidad Cristalina sobre la Formabilidad de la Aleación de Aluminio AA6061 con Diferentes Tratamientos de Envejecimiento
Autores: Wang, Huai; Lee, Ho-Won; Kang, Seong-Hoon; Kim, Dong-Kyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Tratamientos de envejecimiento
Formabilidad
Propiedades mecánicas
Modelado por elementos finitos de plasticidad cristalina
Aleación de aluminio AA6061
Envejecimiento artificial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
Se han desarrollado diferentes tratamientos de envejecimiento para lograr propiedades específicas en aleaciones de aluminio mediante la alteración de microestructuras. Sin embargo, hay una falta de comprensión sobre el efecto de los tratamientos de envejecimiento en la conformabilidad de estas aleaciones. En este estudio, empleamos modelado de plasticidad cristalina por elementos finitos (CPFE), junto con el enfoque de Marciniak-Kuczynski (M-K), para investigar los efectos de los tratamientos de envejecimiento en las propiedades mecánicas y la conformabilidad de la aleación de aluminio AA6061. La chapa recibida estaba en el estado de tratamiento térmico T6, que fue sometida a envejecimiento artificial y pre-envejecimiento, respectivamente, para lograr dos aleaciones endurecidas por edad con estados de precipitación modificados. Las microestructuras y texturas cristalográficas de las tres aleaciones se midieron utilizando la técnica de difracción por retrodispersión electrónica (EBSD), y se realizaron pruebas de tracción uniaxial a lo largo de la dirección de laminado (RD), dirección transversal (TD) y dirección diagonal (DD, 45 grados respecto a la RD) para cada aleación. La curva de límite de conformabilidad (FLC) de la aleación recibida se determinó utilizando la prueba de Nakazima. Se aclaró la dependencia de la resistencia mecánica, ductilidad a la tracción y comportamiento de endurecimiento por trabajo en función de los tratamientos de envejecimiento. Luego, los resultados de las pruebas de tracción se utilizaron para calibrar los parámetros de modelado utilizados en el modelo CPFE, mientras que la predictibilidad de la FLC del modelo desarrollado se validó con la experimental. En el análisis de conformabilidad, los efectos del tratamiento de envejecimiento sobre la FLC exhiben una notable dependencia de las trayectorias de carga, y la aleación pre-envejecida muestra mejor conformabilidad que las otras dos en el estado de tensión de deformación plana, gracias a sus altos niveles de endurecimiento por trabajo. Además, también se discuten las texturas deformadas a lo largo de las diferentes trayectorias de carga y los efectos de la textura inicial sobre la FLC.
Descripción
Se han desarrollado diferentes tratamientos de envejecimiento para lograr propiedades específicas en aleaciones de aluminio mediante la alteración de microestructuras. Sin embargo, hay una falta de comprensión sobre el efecto de los tratamientos de envejecimiento en la conformabilidad de estas aleaciones. En este estudio, empleamos modelado de plasticidad cristalina por elementos finitos (CPFE), junto con el enfoque de Marciniak-Kuczynski (M-K), para investigar los efectos de los tratamientos de envejecimiento en las propiedades mecánicas y la conformabilidad de la aleación de aluminio AA6061. La chapa recibida estaba en el estado de tratamiento térmico T6, que fue sometida a envejecimiento artificial y pre-envejecimiento, respectivamente, para lograr dos aleaciones endurecidas por edad con estados de precipitación modificados. Las microestructuras y texturas cristalográficas de las tres aleaciones se midieron utilizando la técnica de difracción por retrodispersión electrónica (EBSD), y se realizaron pruebas de tracción uniaxial a lo largo de la dirección de laminado (RD), dirección transversal (TD) y dirección diagonal (DD, 45 grados respecto a la RD) para cada aleación. La curva de límite de conformabilidad (FLC) de la aleación recibida se determinó utilizando la prueba de Nakazima. Se aclaró la dependencia de la resistencia mecánica, ductilidad a la tracción y comportamiento de endurecimiento por trabajo en función de los tratamientos de envejecimiento. Luego, los resultados de las pruebas de tracción se utilizaron para calibrar los parámetros de modelado utilizados en el modelo CPFE, mientras que la predictibilidad de la FLC del modelo desarrollado se validó con la experimental. En el análisis de conformabilidad, los efectos del tratamiento de envejecimiento sobre la FLC exhiben una notable dependencia de las trayectorias de carga, y la aleación pre-envejecida muestra mejor conformabilidad que las otras dos en el estado de tensión de deformación plana, gracias a sus altos niveles de endurecimiento por trabajo. Además, también se discuten las texturas deformadas a lo largo de las diferentes trayectorias de carga y los efectos de la textura inicial sobre la FLC.