Influence of samples location and orientation on hot-rolled structural steel mechanical properties: Experimental report

• Carazo-Alvarez, Daniel ^[1] ; Jiménez de Cisneros Fonfría, Juan J. ; Camacho-Sampedro, José ^[1] ; Medina Baena, Rafael I. ^[1] ; Carazo-Alvarez, Juan de Dios ^[1]
  1. [1] Universidad de Jaén

     Universidad de Jaén

     Jaén, España

     
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 56, Nº. 1, 2020, pág. 162
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Influencia de la ubicación y orientación de muestras en las propiedades mecánica del acero estructural laminado en caliente: Reporte experimental
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• Resumen
  • español

    Para un modelado adecuado del comportamiento de las estructuras, es esencial una determinación precisa de las propiedades mecánicas del acero estructural. La caracterización mecánica debe satisfacer las prescripciones de las normas; en consecuencia, las muestras deben ser tomadas de una posición y orientación especifica; y las propiedades obtenidas de estos especímenes son usadas para caracterizar, de manera única, el acero. El proceso de laminado en caliente usado en la manufactura de perfiles de acero estructural, que implica la aparición de tensiones residuales, puede afectar a la homogeneidad e isotropía del producto final; por ello, la uniformidad de las propiedades mecánicas a lo largo de la sección no está garantizada. La variación de estas propiedades depende de la orientación y la locación y es estudiada en este artículo. Un programa de ensayos a tracción ha sido llevado a cabo, donde las curvas esfuerzo – deformación son registradas y usadas para obtener las propiedades mecánicas en condiciones elásticas y plásticas desde diferentes posiciones y orientaciones. No se encontraron trabajos experimentales similares en la literatura, excepto en el caso de acero conformado por doblado en frío. Los resultados no muestran diferencias significativas en la mayoría de casos; no obstante, las propiedades relacionadas con la estricción y falla muestran una clara dependencia con la ubicación. Las diferencias más importantes se hallaron en las muestras localizadas en el centro del ala; además, la investigación realizada denota que la orientación no influye en la variación de las propiedades mecánicas del acero laminado en caliente.

  • English

    For an accurate modelling of structures behavior, a precise determination of mechanical properties of structural steel is essential. Mechanical characterization must achieve standard prescriptions; thus, samples must be taken from a specific location and orientation, and the obtained properties from these specimens are used to characterize, uniquely, the steel. The hot-rolling process of structural steel profiles manufacture, which induces residual stresses distribution, can affects to homogeneity and isotropy of final product, therefore, uniformity of mechanical properties along the section is not guaranteed. The variation of these properties depending on orientation and location is studied in this paper. A tensile testing experimental program, where stress – strain curves are recorded and used to obtain mechanical properties at elastic and plastic conditions from different locations and orientations, have been carried out. No similar experimental work was found at literature, except in case of cold-bending formed steel. Results showed no significant differences for most cases, however properties related with necking and failure showed a clear dependence on location. Higher differences were found at specimens from the center of the flange. In addition, the research performed denotes that orientation has no influence on the variation of mechanical properties of hot-rolled steel.