Effect of microstructure on the impact toughness of high strength steels

• Isabel Gutiérrez ^[1]
  1. [1] CEIT and TECNUN (University of Navarra)
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 50, Nº. 4, 2014, pág. 29
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de la microestructura en la tenacidad al impacto en aceros de elevada resistencia mecánica
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• Resumen
  • español

    El desarrollo de nuevos grados de acero se tropieza con frecuencia con la necesidad de incrementar la resistencia mecánica al mismo tiempo que se reduce la temperatura de transición dúctil-frágil y se eleva la energía del palier dúctil. Hacer frente a este reto requiere un diseño microestructural. La tenacidad en aceros está controlada por diferentes constituyentes microestructurales. Algunos de ellos, como las inclusiones son intrínsecos, pero otros que se manifiestan a diferentes escalas microestructurales dependen de las condiciones de proceso. Existen algunas ecuaciones empíricas que permiten calcular para ferrita-perlita en aceros de bajo carbono la temperatura de transición como suma de contribuciones de elementos en solución sólida, nitrógeno libre, carburos, fracción de perlita, tamaño de grano y, eventualmente precipitación. Con el objeto de desarrollar una formulación aplicable en aceros de alta resistencia mecánica, se han producido en laboratorio microestructuras con un grado de complejidad controlado. Como resultado de este estudio, se ha desarrollado un modelo que reproduce, partiendo de datos microestructurales, las curvas Charpy de un acero microaleado con microestructuras de ferrita-perlita, bainita y de temple y revenido. Este modelo es una herramienta útil para el diseño microestructural.

  • English

    One of the major challenges in the development of new steel grades is to get increasingly high strength combined with a low ductile brittle transition temperature and a high upper shelf energy. This requires the appropriate microstructural design. Toughness in steels is controlled by different microstructural constituents. Some of them, like inclusions, are intrinsic while others happening at different microstructural scales relate to processing conditions. A series of empirical equations express the transition temperature as a sum of contributions from substitutional solutes, free nitrogen, carbides, pearlite, grain size and eventually precipitation strengthening. Aimed at developing a methodology that could be applied to high strength steels, microstructures with a selected degree of complexity were produced at laboratory in a Nb-microalloyed steel. As a result a model has been developed that consistently predicts the Charpy curves for ferrite-pearlite, bainitic and quenched and tempered microstructures using as input data microstructural parameters. This model becomes a good tool for microstructural design.