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Predicción de las Propiedades Mecánicas en la Zona Afectada por Calor Subcrítica de Soldaduras por Puntos de AHSS Utilizando el Simulador Térmico Gleeble y el Modelo de Hollomon-Jaffe

Autores: Midawi, Abdelbaset R. H.; Sherepenko, Oleksii; Ramachandran, Dileep Chandran; Akbarian, Shima; Shojaee, Mohammad; Zhang, Tingting; Ghassemi-Armaki, Hassan; Worswick, Michael; Biro, Elliot

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Propiedades mecánicas
Zona Afectada por el Calor de la soldadura
Análisis de fallos
Componentes soldados por puntos
HAZ subcrítica
Dureza
SCHAZ
Localización de deformaciones
Fallo de RSW
Especímenes de prueba mecánica
Simulador termo-mecánico Gleeble
Cámara térmica IR
Campo de temperatura
Predicción de dureza
Modelo de Hollomon-Jaffe
Programa de tratamiento térmico
Especímenes de tracción
Resistencia al rendimiento
Resistencia a la tracción
Microestructura
Carburos finos
Fase de martensita
Elongación del punto de fluencia.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 3

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Medir las propiedades mecánicas de la Zona Afectada por el Calor (HAZ) de las soldaduras sigue siendo uno de los principales desafíos en el análisis de fallos de componentes soldadas por puntos. Debido al pequeño tamaño de la HAZ y la variación en la historia de temperatura, diferentes temperaturas máximas y tasas de enfriamiento imponen una serie de transformaciones de fase a través de la soldadura por resistencia. Entre las subregiones de la HAZ, la HAZ subcrítica (SCHAZ), que experimenta temperaturas por debajo de AC1 (350-650 grados C), generalmente muestra una reducción en la dureza en la mayoría de las modernas calidades de AHSS debido al fenómeno de templado de la martensita. El ablandamiento de la SCHAZ puede llevar a la localización de la deformación durante la carga. Por lo tanto, es importante caracterizar las propiedades locales de la región SCHAZ para predecir con precisión el fallo de la RSW. Sin embargo, no es factible extraer especímenes de prueba mecánica estándar de la SCHAZ de la estructura soldada por puntos debido a su pequeño tamaño. En este trabajo, se simuló la SCHAZ de la soldadura por puntos para dos AHSS, 3G-980 y PHS-1500, utilizando un simulador termo-mecánico Gleeble(r) (Dynamic Systems Inc., 323 NY-355, Poestenkill, NY 12140, EE. UU.) 3500. Se utilizó una cámara térmica IR de alta velocidad in situ para medir todo el campo de temperatura durante el proceso de tratamiento térmico Gleeble, lo que permitió visualizar la distribución de temperatura en el área de medición. Los datos de temperatura y dureza se ajustaron a un modelo de Hollomon-Jaffe (HJ), que permite predecir la dureza en la SCHAZ a cualquier temperatura y tiempo dado. Usando el modelo HJ, se eligió un programa de tratamiento térmico para cada material para producir muestras con dureza y microestructura que coincidan con la SCHAZ dentro de los cupones de soldadura por puntos reales. Se mecanizaron especímenes de tracción a partir de los cupones tratados térmicamente utilizando programas de tratamiento térmico simulados, y se realizaron pruebas mecánicas. Los resultados mostraron que la SCHAZ de 3G-980 tiene un ligero aumento en la resistencia al rendimiento y la resistencia a la tracción, en comparación con el metal base, debido a la formación de carburos finos dentro de la microestructura. En contraste, la SCHAZ de PHS-1500 mostró una reducción significativa en la resistencia al rendimiento y la resistencia a la tracción con un comportamiento de elongación del punto de fluencia debido a la reducción de la fase de martensita y un aumento en la formación de carburos debido al proceso de templado.

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