Vol. 21 Núm. 4 (2022): Revista UIS Ingenierías
Artículos

Análisis de la formabilidad de láminas de acero AISI 304 con diferentes espesores mediante sus propiedades de tracción

Jhon Erickson Barbosa- Jaimes
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Biografía
Ismael Humberto García-Páez
Universidad Nacional Abierta y a Distancia
Victoriano García-Medina
Universidad Francisco de Paula Santander
3D

Publicado 2022-12-09

Palabras clave

  • anisotropía,
  • formabilidad,
  • lámina metálica,
  • propiedades mecánicas,
  • AISI 304L,
  • embutido profundo,
  • estirado,
  • industria metalmecánica,
  • microestructura,
  • tamaño de grano
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Cómo citar

Barbosa- Jaimes, J. E., García-Páez, I. H., & García-Medina, V. (2022). Análisis de la formabilidad de láminas de acero AISI 304 con diferentes espesores mediante sus propiedades de tracción. Revista UIS Ingenierías, 21(4), 97–106. https://doi.org/10.18273/revuin.v21n4-2022009

Resumen

Aunque el AISI 304 es ampliamente utilizado y sus fabricantes suministran en el certificado de calidad datos de resistencia, estos no son suficientes para caracterizar y predecir el comportamiento de las láminas en los procesos de estirado y embutido. Es por esto que el objetivo de este trabajo fue el de analizar la formabilidad de láminas de Acero AISI 304 con calibre 16 (espesor 1.5 mm), 18 (1,2 mm) y 20 (0.9 mm) utilizados por la industria metalmecánica en Colombia mediante la determinación de propiedades intrínsecas relacionadas con la capacidad de la lámina para soportar operaciones de estirado y embutido tales como: el exponente de endurecimiento por deformación n, la anisotropía normal rm y de la anisotropía planar Δr.  La metodología consistió en realizar un análisis de la composición química, un estudio metalográfico, y una serie de ensayos de tracción basados en las normas ASTM. Los resultados muestran que el acero puede clasificarse del grado 304L, con una microestructura conformada, para los tres espesores, por granos equiaxiales de austenita de tamaño entre 15-30 mm con presencia de maclas. En cuanto a la resistencia mecánica se pudo observar que todos los valores promedio de resistencia última, límite elástico y alargamiento están por encima de los mínimos establecidos en la norma. Además, todos los resultados de la prueba de tracción cambian de acuerdo al ángulo de maquinado de la probeta respecto a la dirección de laminación (0°, 45° y 90°), lo que indica el carácter anisotrópico de la lámina. Los resultados más relevantes permiten inferir que la lámina calibre 20 tiene mejor formabilidad y, por ende, mejor comportamiento frente a los procesos de estirado y embutido.

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Referencias

  1. ASM International, Metals handbook volume 14 forming and forging. USA: ASM International, 1996.
  2. J.E. Barbosa, I.H. García, J. Fuentes, “Estimación vía experimental de la formalidad de láminas de aluminio de pureza comercial”, Rev. Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, vol. 29, no. 2, pp. 128-134, 2009. [Online]. Available: http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0255-69522009000200008&lng=es&tlng=es
  3. C. L. Casadiego, J. E. Barbosa, I. H. García, “Determinación experimental de la formabilidad de láminas de acero SG295 mediante sus propiedades tensiles,” Rev. colombiana de tecnologías de avanzada, vol. 1, no. 29, pp. 9-15, 2017, doi: https://doi.org/10.24054/16927257.v29.n29.2017.2480
  4. D.R. Askeland, W.J. Wright, Ciencia e ingeniería de los materiales. México, D. F: Cengage learning, 2017.
  5. R. Gedney, “Sheet Metal Testing Guide”, ADMET, Inc, vol. 1, no. 1, pp. 1-9, 2013, [Online]. Available: http://admet.com/assets/ADMET-Sheet-Metal-Testing-Guide-July-2013.pdf
  6. Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials, ASTM E8 / E8M, 2013.
  7. R. Andersson, “Deformation characteristics of stainless steels,” PhD dissertation, Luleå tekniska universitet, Luleå, 2005, [Online]. Available: https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A990918&dswid=-4133
  8. Standard Test Method for Determining Forming Limit Curves, ASTM E2218, 2015.
  9. J.A. Newel. Ciencia de materiales, aplicaciones en ingeniería. México, D.F: Alfaomega, 2010.
  10. J.A. Schey. Introduction to manufacturing processes. United States Of America: McGraw-Hill, 2000.
  11. S. Kalpakjian y S.R. Schmid. Manufactura, Ingeniería y tecnología. México, D.F: Pearson Educación, 2008.
  12. Standard Test Method for Plastic Strain Ratio r for Sheet Metal, ASTM E517, 2018.
  13. A. Güemes, N. Martín, Ciencia de materiales para ingenieros. México, D.F: Pearson Educación, 2013.
  14. Standard Test Method for Tensile Strain-Hardening Exponents (n -Values) of Metallic Sheet Materials, ASTM E646, 2016.
  15. N.E Dowling. Mechanical Behavior of Materials. England: Pearson Education Limited, 2013.
  16. A. E. Tekkaya, T. Altan. Sheet Metal Forming: Fundamentals. USA: ASM International, 2012.
  17. C. Doerr, J.Y. Kim, P. Singh, J. Wall, L.J. Jacobs, “Evaluation of Sensitization in Stainless Steel 304 and 304L using Nonlinear Rayleigh Waves”, NDT and E International, vol. 88, pp. 17-23, 2017, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ndteint.2017.02.007
  18. M. A. Martínez, J. Ordieres, J. Botella, R. Sánchez, R. Parra, “Influencia del tamaño del grano en las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables austeníticos”, revmetal, vol. 41, no. Extra, pp. 64–68, 2005, doi: https://doi.org/10.3989/revmetalm.2005.v41.iExtra.1000
  19. J. Coello, V. Miguel, A. Calatayud, A. Martínez, C. Ferrer, “Deformability analysis of the AISI 304 DDQ stainless steel under deep drawing multiaxial condition. Evaluation of the initial strain influence”, Revista de Metalurgia, vol. 46, no. 5, pp. 435–445, 2010, doi: http://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.0967
  20. M. Toit, H. Steyn, “Comparing the Formability of AISI 304 and AISI 202 Stainless Steels”, Journal of Materials Engineering & Performance, vol. 21, no. 7, pp. 1491–1495, 2012, doi: https://doi.org/10.1007/s11665-011-0044-8
  21. V. Talyan, R.H. Wagoner, J.K. Lee, “Formability of Stainless Steel”, Metallurgical and Materials Transactions, Vol. 29, no. 3, pp. 2161-2172, 1998. doi: https://doi.org/10.1007/s11661-998-0041-1
  22. Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General Applications, ASTM A240 / A240M, 2020.
  23. M. J. Serenelli, M. A. Bertinetti, J. W Signorelli, “Influencia de la textura cristalográfica en la dispersión de coeficientes de lankford en una chapa de acero galvanizada de bajo carbono”, Mecánica Computacional, vol XXVII, pp. 993- 1001, 2008. [Online]. Available: https://cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/view/1467