Aceros avanzados de alta resistencia: tipos DP, TRIP, CP, martensíticos y TWIP

Introducción

En este documento se describen una serie de aceros de reciente desarrollo que se caracterizan por su microestructura multifásica y cuya resistencia mecánica proviene de la combinación de fases duras junto a fases blandas. Se incluyen los aceros *Dual-Phase* (DP), *Transformation Induced Plasticity* (TRIP), *Complex-Phase* (CP), *Martensitic Steels* (MS) y *Twinning Induced Plasticity* (TWIP).

Características Generales

Las resistencias mínimas de estos aceros están comprendidas en el rango entre 500 y 1500 MPa.

Tipos de Aceros Avanzados

Aceros *Dual-Phase* (DP)

Los aceros DP presentan una alta resistencia mecánica junto a una aceptable, e incluso buena, conformabilidad. Poseen buena estampabilidad y distribución de la deformación, haciéndolos resistentes a la fatiga con una buena capacidad de absorción de energía. El endurecimiento se logra por medio de la transformación de fase de austenita a martensita, a la que cabe añadir un afino de grano y un endurecimiento por dispersión.

La microestructura de los aceros DP consiste en ferrita con islotes de martensita (puede haber también austenita retenida e incluso bainita). La mejor relación de resistencia y conformabilidad se logra con una fracción de martensita entre el 10 y el 20%. Esta microestructura es el resultado de un recocido intercrítico entre A_r1 y A_r3, en el que la elección de la temperatura de mantenimiento isotermo es de gran importancia para la obtención de la cantidad correcta de martensita.

Aceros *Transformation Induced Plasticity* (TRIP)

Los aceros TRIP contienen hasta un 20% de austenita residual en una matriz ferrítico-bainítica. Estos aceros son de desarrollo reciente con un coste relativamente bajo debido a que su aleación básica consiste en C, Si y Mn. Durante la deformación plástica de estos aceros, la austenita residual se transforma en martensita, proporcionando un aumento de la capacidad de deformación, a lo que se denomina efecto TRIP. Este efecto hace que los valores de *n* y de la elongación sean relativamente elevados para el nivel de resistencia que poseen. La martensita inducida por la deformación, con estructura cristalina *bcc*, retarda la aparición de la inestabilidad plástica (estricción).

Aceros Martensíticos (Tipo M)

La microestructura de estos aceros consiste principalmente en martensita baja en carbono, siendo el contenido en este elemento el que determina el nivel de resistencia mecánica. Poseen una ductilidad limitada. Son aceros con alta resistencia a la deformación que se utilizan principalmente en elementos anti-intrusión en el caso de la estructura de un coche. Su conformado es difícil debido a que se requieren herramientas especiales que soporten las grandes cargas involucradas.

Aceros *Complex-Phase* (CP)

El desarrollo más reciente en aceros de ultra alta resistencia lo constituyen los aceros denominados *Complex-Phase*. Tienen resistencias superiores a los 800 MPa con grano muy fino en el que se distribuyen de forma homogénea precipitados superfinos.

Aceros *Twinning Induced Plasticity* (TWIP)

Son aceros de reciente desarrollo que combinan buena ductilidad con alta resistencia mecánica por un mecanismo de plasticidad asistida por el maclado (*twinning induced plasticity*). Se caracterizan por un alto contenido de Mn (17-30%) que hace que la microestructura sea austenítica a temperatura ambiente. El alto contenido de Mn también favorece una baja energía de falla de apilamiento, haciendo que el mecanismo de deformación dominante a temperatura ambiente sea el maclado. Durante la deformación se produce un afinamiento del grano por maclado conocido como Hall-Petch dinámico. Estos aceros presentan un bajo límite elástico que los hace ideales para operaciones de conformado y trabajo en caliente.