Análisis de las fluctuaciones mecánicas y microestructurales de los aceros de alta resistencia y su efecto en el ángulo de flexión
Autores: Muñiz, Laura; Trinidad, Javier; Galdos, Lander
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Piezas fabricadas
Automotriz
Aeronáutica
Procesos de doblado
Caracterización mecánica
Caracterización microestructural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Las demandas de calidad y complejidad de las piezas manufacturadas en sectores como el automotriz y la aeronáutica conducen a ventanas de proceso más estrechas. Esto afecta la repetibilidad y estabilidad del proceso, donde las propiedades del material y las variaciones del proceso tienen un gran impacto. En los procesos de doblado, el ángulo de doblado se ve afectado por la variabilidad en las propiedades mecánicas y microestructurales, especialmente en materiales de alta resistencia. Para abordar esto, la caracterización mecánica y microestructural es crucial. Este estudio realizó una caracterización mecánica y microestructural en cinco aceros de alta resistencia de diferentes proveedores: tres DP980 y dos CP980. Estos materiales son utilizados actualmente por una empresa industrial en el sector automotriz para fabricar un producto real mediante doblado en U, donde existe un problema real de variabilidad. Se realizaron pruebas de tracción para cuantificar las fluctuaciones mecánicas. También se realizó un análisis microestructural para determinar el tamaño de grano y las fracciones volumétricas de martensita y ferrita en el caso de DP980, y ferrita, bainita y austenita retenida en el caso de CP980. Se encontraron las mayores variaciones en el exponente de endurecimiento, el tamaño medio de grano y la elongación. Para analizar su variabilidad en un proceso industrial, se llevaron a cabo pruebas de doblado en U utilizando los cinco materiales y se midió el ángulo de doblado después del resorte. Se doblaron un total de 250 piezas para los diferentes materiales y golpes de prensa. Se encontraron variaciones de hasta 1.25 grados en el ángulo de doblado entre los cinco lotes para el mismo golpe de prensa. Se realizó un análisis de correlación cuantitativa para estimar la influencia de los diferentes parámetros en el ángulo de doblado, donde el grosor de la chapa y la resistencia a la tracción demostraron ser dos de los parámetros más influyentes. Conociendo esta influencia basada en la variabilidad de las propiedades, se puede desarrollar un enfoque de control para reducir defectos.
Descripción
Las demandas de calidad y complejidad de las piezas manufacturadas en sectores como el automotriz y la aeronáutica conducen a ventanas de proceso más estrechas. Esto afecta la repetibilidad y estabilidad del proceso, donde las propiedades del material y las variaciones del proceso tienen un gran impacto. En los procesos de doblado, el ángulo de doblado se ve afectado por la variabilidad en las propiedades mecánicas y microestructurales, especialmente en materiales de alta resistencia. Para abordar esto, la caracterización mecánica y microestructural es crucial. Este estudio realizó una caracterización mecánica y microestructural en cinco aceros de alta resistencia de diferentes proveedores: tres DP980 y dos CP980. Estos materiales son utilizados actualmente por una empresa industrial en el sector automotriz para fabricar un producto real mediante doblado en U, donde existe un problema real de variabilidad. Se realizaron pruebas de tracción para cuantificar las fluctuaciones mecánicas. También se realizó un análisis microestructural para determinar el tamaño de grano y las fracciones volumétricas de martensita y ferrita en el caso de DP980, y ferrita, bainita y austenita retenida en el caso de CP980. Se encontraron las mayores variaciones en el exponente de endurecimiento, el tamaño medio de grano y la elongación. Para analizar su variabilidad en un proceso industrial, se llevaron a cabo pruebas de doblado en U utilizando los cinco materiales y se midió el ángulo de doblado después del resorte. Se doblaron un total de 250 piezas para los diferentes materiales y golpes de prensa. Se encontraron variaciones de hasta 1.25 grados en el ángulo de doblado entre los cinco lotes para el mismo golpe de prensa. Se realizó un análisis de correlación cuantitativa para estimar la influencia de los diferentes parámetros en el ángulo de doblado, donde el grosor de la chapa y la resistencia a la tracción demostraron ser dos de los parámetros más influyentes. Conociendo esta influencia basada en la variabilidad de las propiedades, se puede desarrollar un enfoque de control para reducir defectos.