Estudio de la transformación de fase en aceros de bajo contenido en carbono microaleados con niobio

Resumen

La presente tesis es fruto de varios trabajos de investigación cuyo objetivo principal ha sido la optimización de la producción de chapas de acero de bajo contenido en carbono y microaleado con Nb para la fabricación de tubería de alta resistencia para conducción de gas y petróleo (API) mediante la tecnología de colada continua de planchón delgado y laminación directa. Con el fin de respetar la confidencialidad del proyecto inicial, sólo se ha publicado el trabajo realizado en el laboratorio. Por tanto, se presentarán los resultados más relevantes obtenidos a partir de las simulaciones llevadas a cabo en el laboratorio de los ciclos de enfriamiento continuo y de bobinado. Estas simulaciones están basadas en los dos principales procesos de laminación controlada: laminación controlada de recristalización (Recrystallization Controlled Rolling, RCR) y laminación controlada convencional de baja temperatura (Conventional Controlled Rolling, CCR), es decir, correspondientes a austenita previa a la transformation recristalizada y deformada, respectivamente. Se han estudiado los productos de transformación provenientes de ciclos de enfriamiento continuo y de simulación de bobinado de dos aceros de bajo contenido en carbono y microaleados con Nb y V ó Mo, según el caso. Dichos productos de transformación se han analizado mediante diversas técnicas: microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido (Scanning Electron Microscopy, SEM) y de transmisión (Transmission Electron Microscopy, TEM), habiéndose realizado un análisis exhaustivo de las microestructuras más representativas mediante la técnica de EBSD/OIM (Electron Backscattered Diffaction/Orientation Imaging Microscopy). Además, todas las probetas han sido caracterizadas mecánicamente mediante ensayos de dureza y de tracción en algunas muestras seleccionadas. A partir de los ciclos de enfriamiento continuo, se ha estudiado el efecto de diferentes parámetros/condiciones de ensayo en los productos de transformación, así como en las propiedades mecánicas finales. Algunos de estos parámetros son la velocidad de enfriamiento, la acumulación de la deformación y la microaleación. Como se verá más adelante, todos estos factores influyen en la microestructura (tamaño de grano, fracción de fases presentes, densidad de dislocaciones, ángulos de desorientación, fracción y tipo de juntas, etc.), lo que a su vez afecta directamente a la dureza final. Se debe subrayar que la deformación acumulada en la austenita previa influye tanto en las transformaciones de tipo reconstructivo (ferrita) como en las de tipo desplazativo (bainita-martensita). La acumulación de la deformación hace que aumenten los lugares de nucleación, y este aumento de los lugares de nucleación influye tanto en la proporción de fases presentes como en el tamaño de grano de los productos de transformación. De los ciclos de simulaciones de bobinado, se estudiará el efecto de distintos parámetros, como son: la velocidad de enfriamiento previa al bobinado, la temperatura de mantenimiento y la deformación acumulada en diferentes aspectos de la microestructura, la precipitación de los microaleantes y las propiedades mecánicas finales.