High temperature fracture mechanisms on non-oriented electrical steels

Abstract

La pérdida de ductilidad a alta temperatura de aceros producidos por colada continua ha sido investigada ampliamente debido a la necesidad de evitar diversas formas de agrietamiento en planchones producidos por colada continua y en cintas fabricadas por laminación en caliente. Este fenómeno ha sido asociado con cambios microestructurales que promueven diversos mecanismos de fragilización: restricción del movimiento de los limites de grano en la austenita [1] , formación de zonas libres de precipitados [2] , formación de películas de ferrita inducida por deformación [1][2][3][4] y la formación de compuestos de bajo punto de fusión en los límites de grano. Estos mecanismos pueden actuar de manera simultánea, dependiendo de la temperatura, la velocidad de deformación, la composición química y el historial termomecánico del acero.El objetivo del presente trabajo consiste en determinar cuantitativamente el efecto de la temperatura de deformación sobre la ductilidad de aceros eléctricos de grano no-orientado, utilizando probetas de tracción fabricadas a partir de planchones M Me ec ca an ni is sm mo os s d de e f fr ra ac ct tu ur ra a a a a al lt ta a t te em mp pe er ra at tu ur ra a e en n a ac ce er ro os s e el lé éc ct tr ri ic co os s n no o--o or ri ie en nt ta ad do os s( (· ·) ) E. O. García-Sánchez*, E. A. Treviño-Luna*, A. Salinas-Rodríguez* y L. A. Leduc-Lezama** R Re es su um me en n Se investigó el efecto de la temperatura de deformación sobre la ductilidad de aceros eléctricos de grano no-orientado (0,6 % Si-0,3 % Al) mediante ensayos de tracción uniaxial. Las probetas se obtuvieron de planchones delgados (50 mm de espesor) tipo CSP (Continuous Strip Processing) fabricados a partir de 100 % hierro esponja y una mezcla de 67 % chatarra y 33 % de hierro esponja. El rango de temperatura de estudio fue de 850 a 1.200 °C y los ensayos se llevaron a cabo a una velocidad de deformación constante de 5×10 -4 s -1 . Los resultados experimentales demostraron que la ductilidad (% RA) disminuye con el aumento en la temperatura hasta un mínimo a ~1.000 °C. A temperaturas mayores, la ductilidad del acero fabricado a partir de 100 % hierro esponja se recupera. Este efecto no fue observado en el acero fabricado a partir de chatarra. La caracterización de las superficies de fractura mediante microscopía electrónica de barrido demostró que la pérdida de ductilidad observada está asociada con un mecanismo de agrietamiento intergranular favorecido por el inicio de la transformación de la austenita y la precipitación de AlN en límites de grano. P Pa al la ab br ra as s c cl la av ve e Ductilidad en caliente. Mecanismos de fractura. Precipitacion de AlN.High temperature fracture mechanisms on non-oriented electrical steels A Ab bs st tr ra ac ct tIn this research work the effect of deformation temperature on the hot ductility of non-oriented electrical steels (0.6 % Si-0.3 Al %) was studied using high temperature tensile tests. The specimens were machined from two thin slabs (50 mm thickness) produced by CSP process (Compact...

Implications of total content of silicon, aluminium, chromium and formation of thin ferrite films on low ductility at high temperature in non oriented electrical steels

“…1 result about 830 -840 °C. Notably, it predicts lower temperatures than the observed at low ductility values in % RA curves for electrical steels [33] .…”

“…[38] reported that ferrite was formed during the deformation, even above Ae 3, with para-equilibrium, which was analyzed by in-situ X-ray diffraction method. Furthermore, no evidence of formation of ferrite films at austenite grain boundaries was presented in prior work for electrical steels [33] .…”

“…al. [33] estimated low ductility at temperatures between 950 -1000 °C in grain non oriented electrical steels. In this case, the tensile crack mechanism involves coalescence of microvoids nucleated on AlN particles and phases of silicon.…”

Effect of aluminum content on austenite-ferrite transformation temperature in low carbon (Si-Al) hot rolled GNO electrical steels

“…The materials employed in the production of this steel include scrap metal 67% and sponge iron 33 %. Big quantities of scrap metal are charged into the electric furnace directly from the container, and therefore, it will result in an increase of residual elements such as Cu and S. These two elements can cause a strong negative effect on the ductility of the steel during hot rolling process [1] .…”