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Recristalizacin dinmica DE BAJA ALMACENAMIENTO DE METALES DE FALLOS DE ENERGA Frank Thomas Montheillet y Jean-Philippe Escuela de Minas (Centro para la Ciencia de los Materiales y Estructuras), plasticidad, dao y Corrosin de los materiales de laboratorio CNRS, Saint-Etienne, Francia. Resumen: Los mecanismos de recristalizacin dinmica en un acero inoxidable austentico y un superaleacin base nquel se comparan. En la aleacin de estos ltimos, la recristalizacin puede se producen por la "continua nucleacin", sino que se desarrolla lentamente debido a la mayor eficiencia recuperacin dinmica y movilidad reducida en borde de grano. INTRODUCCIN Procesamiento termomecnico (TMP) haya sido desarrollada en el segunda mitad del siglo pasado, para disminuir la transicin dctil a frgil la temperatura de los aceros de construccin. Tiene luego, progresivamente, se extendi a otras categoras de materiales estructurales metlicos, tales como las aleaciones de titanio o superaleaciones de base nquel para piezas de aviones de turbina de forjado. Ms recientemente, las investigaciones se han llevado a cabo para evaluar la posibilidad y la ventaja de TMP para los aceros inoxidables ferrticos y austenticos. La idea bsica subyacente es el control de las transformaciones microestructurales que ocurren durante y despus de la deformacin en caliente para la mejora de la mecnica propiedades de la pieza de trabajo, tales como lmite de elasticidad, resistencia a la fatiga o la fluencia, dureza, etc Entre estas transformaciones, la recristalizacin dinmica (DRX) juega un papel importante, ya que se asocia con los principales parmetros de la microestructura trabajada en caliente, es decir, fraccin recristalizada, tamao de grano medio, y la naturaleza de los lmites de grano. Se ha afirmado que el control de grano distribuciones lmite de caracteres ("ingeniera del lmite de grano") se ser una manera prometedora para alcanzar mayores niveles de resistencia. Por ejemplo, se ha Se ha demostrado que un aumento de la fraccin de los lmites del rea gemelas mejora resistencia a la fluencia de una aleacin a base de nquel [1]. Del mismo modo, se ha sugerido DRX incompleta que conduce a parcialmente recristalizado "duplex" microestructuras podra ser beneficioso. Aunque los mecanismos de DRX no se entienden todava completamente y puede difieren considerablemente de una aleacin de los otros resultados, los ltimos lo hacen posible proponer aqu un breve resumen de los conocimientos actuales, mientras que un la sntesis ms completa se puede encontrar en [2]. Ms precisamente, la presente trabajo se centrar en los mecanismos de DRX se producen en mnimos de dos apilamiento de

materiales de fallo de energa estructural, es decir. un acero inoxidable austentico (Cerca del nivel 304), y una base de nquel, superaleaciones (718 grados). Ahora es bien sabido que la baja a media apilamiento metales falta de energa, como el carbono aceros en el rango austentico o de cobre, se someten a "discontinua" (o "Clsicos") DRX durante la deformacin en caliente. Comportamiento tpico como se se ilustra a continuacin por el acero austentico. Por el contrario, en la aleacin 718, nucleacin de granos nuevos implica un mecanismo original, conocido como "Nucleacin continua" [3], muy similar a la "dinmica continua recristalizacin "(CDRX) se observa comnmente en la alta energa falla de apilamiento materiales, como aluminio [4]. VS CONTINUA. DISCONTINUO DINMICO Recristalizacin Varios datos experimentales recientes han dado una nueva visin de la alta mecanismos de temperatura de deformacin asociados con el trabajo en caliente de metales [5,6]. En primer lugar, los grandes a los datos de torsin muy grande la tensin se han obtenido; en segundo lugar, la disponibilidad de la difraccin de electrones de retrodispersin automatizado (EBSD) ha permitido que los dispositivos de anlisis detallados y estadsticas de la deformacin microestructuras que se debe recopilar, por ltimo, los modelos han sido desarrollados para comprender mejor los mecanismos bsicos. Ahora est bien establecido que dos tipos de recristalizacin dinmica puede funcionar durante la deformacin en caliente: recristalizacin dinmica continua (CDRX), tambin llamado a veces "Recristalizacin dinmica aparente" o "recuperacin dinmico extendido", y recristalizacin dinmica discontinua (DDRX), anteriormente conocido simplemente como la recristalizacin dinmica. a) En apilar materiales falla de energa (por ejemplo, las aleaciones de aluminio o ferrticos), ya que la recuperacin dinmica es muy eficiente, la dislocacin diferencias de densidad a travs de las fronteras de grano, que son el motor principal las fuerzas de la migracin dinmica de lmite de grano, son pequeos, por lo que la tasa de migracin es baja. Adems, las dislocaciones se organizan en los lmites de subgranos, el Recristalizacin dinmica de los metales de baja de apilado falla de energa 359 ngulo desorientacin de los cuales, por lo general inferior a 15 , de forma progresiva puede aumentar durante el esfuerzo (la desorientacin se define como el mnimo ngulo de rotacin entre dos cristales adyacentes). Parte de las paredes dislocacin transforman continuamente en gran ngulo de los lmites de grano (> 15 ). Tal mecanismo de CDRX conduce a tensiones muy grandes ( 50) para el estado de equilibrio microestructuras hecho de "cristales", delimitado en parte por subgranos los lmites y en parte por los lmites de grano. En una escala de cristalito (normalmente una

unos pocos micrmetros), la microestructura es muy homogneo. Un mximo plana seguido por un lento decaimiento de forma sistemtica que caracteriza las curvas de tensin-deformacin pertenecientes a CDRX. Una tensin de flujo y el estado de equilibrio se alcanza la microestructuraslo despus de deformaciones muy grandes. Como von Mises cepas equivalente , que van desde unas pocas unidades de dcimas, slo se puede lograr por la torsin pruebas o dispositivos especiales, tales como la extrusin Canal Igualdad angular Dimensional "ABC" de la forja. b) En los materiales con la energa de fallo medio o bajo el apilamiento, la reduccin de la movilidad de las dislocaciones disminuye la eficiencia de la recuperacin. Secundaria local gradientes de densidad de dislocaciones inducir a grandes tasas de migracin lmite de grano (Tpicamente de 10 a 100 veces mayor que para CDRX). Una consecuencia importante es que la transformacin antes mencionada de subgranos en los lmites de grano no tiene tiempo suficiente para tomar su lugar. Cada elemento material se somete a sucesivos ciclos de endurecimiento por deformacin y recristalizacin, de tal manera que la microestructura es muy homogneo en una escala de granos. Para valores bajos de la ZenerHollomon parmetro Z (bajas tasas de deformacin y / o altas temperaturas), recristalizacin se lleva a cabo muy rpidamente, de tal manera que los ciclos se pueden sincronizado dentro de la muestra de prueba. Esto lleva a ondulado o mltiples pico curvas tensin-deformacin generalmente se asocia con el crecimiento del grano, que son nunca observ CDRX. Por el contrario, en general los valores de Z (las tasas de alta tensin y / o bajas temperaturas), la sincronizacin no se produce y el flujo de la Las curvas muestran un solo pico, mientras que el refinamiento del grano se produce. En ambos casos, un estado de equilibrio se alcanza a las cepas de no ms de 0,5 a 1,0. Un criterio simple para la ocurrencia de CDRX o DDRX ha sido propuesto recientemente [7]: que t1 es el tiempo necesario para generar un nuevo grano lmite, es decir, para la creacin de una frontera subgranos y transformar sta en un lmite de grano; t2 el tiempo necesario para un lmite de grano para barrer una cristalitos de volumen. CDRX slo se produce si t1 es menor que t2, pues de lo contrario los nuevos lmites de subgranos son eliminados antes de su transformacin en los lmites de grano. La movilidad del lmite de grano claramente puede decidir qu tipo de DRX es probable que ocurra, lo que sugiere que las transiciones se pueden observar para un material determinado, por ejemplo, cambiando su pureza. Este es efectivamente el caso en aluminio de alta pureza [8] y hierro [9], donde se lleva a cabo DDRX en lugar de CDRX.

3. DRX EN un acero inoxidable austentico Los resultados reportados a continuacin se obtuvieron en una base de alta pureza austentico de acero inoxidable, cerca de la comercial 304, que contiene 18% Cr, 12,2% Ni, en el que se redujo el nivel de solutos a ppm C 15, 10 ppm S, N y 10 ppm [10]. En este material, la movilidad del lmite de grano es probable que ser muy alta, por lo que "clsica" DDRX se espera. 3.1 Curvas tensin-deformacin La figura 1 muestra las curvas de flujo de compresin uniaxial a diferentes temperaturas de dos tamaos diferentes de grano inicial.

Figura 1. Las curvas de flujo tpicos de un acero inoxidable austentico en el rango de trabajo en caliente ( = 10-3 s-1) [11]. A pesar de las oscilaciones de las curvas no son muy marcadas, una transicin de mltiples comportamientos solo pico se observ aproximadamente entre 1000 y 950 C con disminucin de la temperatura. Uso de la activacin aparente la energa de deformacin en caliente Q similar 400 kJ / mol [11], la transicin se produce dentro del rango de Z similar desde 1013 hasta 1014 s-1. El esfuerzo de fluencia del acero con la menor tamao de grano inicial (10 m) es ligeramente ms grande en la dureza del trabajo amplia, que est de acuerdo con la clsica Hall-Petch efecto. Por el contrario, los valores mximos se alcanzan en menor cepas y en general menor que para el acero con un tamao de grano inicial de 24 m. Esto puede ser

atribuye a la nucleacin de granos nuevos, que se produce preferentemente en el lmites originales de granos, y por lo tanto ms rpidamente en el grano fino material. En grandes deformaciones, estrs flujo alcanza un estado estacionario, donde se Recristalizacin dinmica de los metales de baja de apilado falla de energa 361 independiente del tamao de grano inicial. (Ntese, sin embargo, que el estrs de flujo puede ser constante mucho antes de la microestructura y la textura han alcanzado sus respectivos estados estables). 3.2 DRX mecanismos La figura 2 muestra los cambios microestructurales que ocurren en el anterior acero austentico durante el esfuerzo a 850 C, 10-3 s-1, que se asocia con grano refinado. s).

Figura 2. La evolucin microestructural durante el trabajo en caliente del acero inoxidable austentico en 850 C, 10-3 s-1 (el eje de la compresin uniaxial es vertical) [11]

Las imgenes de arriba fueron obtenidas por microscopa electrnica de barrido en Retrodispersin de difraccin de electrones (EBSD) de modo. Hay tres tipos de interfaz de se indican: los lmites de subgranos (1