Propiedades y Tratamientos Térmicos de Aceros de Alto Rendimiento: Maraging, AHSS, TRIP y TWIP

Aceros Maraging 18Ni

El acero **Maraging 18Ni** (con composiciones típicas como 4.5Mo, 7Co, 0.3Ti) se caracteriza por su **alta resistencia mecánica** y **dureza**.

Transición Dúctil-Frágil y Soldabilidad

• Presenta una **baja transición dúctil-frágil** (temperatura de transición alrededor de 260°C).
• Posee una **excelente soldabilidad** debido a que no se forman fases frágiles durante el enfriamiento.
• Su resistencia atmosférica es mejor que la de los aceros HSLA.

Proceso de Tratamiento Térmico (TT)

Estos aceros son costosos debido a los elementos de aleación y los tratamientos térmicos específicos requeridos.

1. Solubilización

Se realiza un tratamiento a **austenitización a 800°C durante 1 hora** para solubilizar los elementos de aleación.

2. Temple

Se realiza un **temple al aire** debido a su **gran templabilidad**. La austenita se transforma en **martensita**.

• El objetivo es proporcionar una matriz sobresaturada en elementos de aleación y un gran contenido de sitios de nucleación para producir una **gran dispersión de intermetálicos semicoherentes**.

3. Envejecimiento

Se aplica un envejecimiento a **400-450°C durante 2-6 horas**, formándose **precipitados nucleados en disolución** que originan **zonas GP coherentes**.

Aceros Avanzados de Alta Resistencia (AHSS)

Dual Phase (DP)

El tratamiento térmico (TT) para los aceros **Dual Phase (DP)** consigue una microestructura compuesta por **ferrita** y **martensita/bainita**, lo que resulta en una **buena tenacidad** y un **límite elástico alto**.

• El **límite de fluencia elevado** se debe a la tensión concentrada en la ferrita, provocada por el aumento de volumen y la formación de martensita.
• Presentan **alta tensión máxima a tracción** y un **gran alargamiento uniforme**.

TRIP (Transformation Induced Plasticity)

La estructura **TRIP** está formada por **austenita retenida** en una matriz ferrítica que contiene fases de alta dureza como **bainita** y **martensita** en contenidos variables.

Tratamiento Térmico y Deformación

1. El TT busca **homogeneizar** después del enfriamiento hasta conseguir algo de bainita, austenita y martensita.
2. Al **deformarse plásticamente**, la austenita retenida se transforma en martensita, **aumentando el endurecimiento**.
3. Por ello, estos aceros son **más fáciles de conformar** que los Dual Phase (especialmente a alta deformación con resistencia similar).
4. Al aumentar la dureza, aparece bainita y martensita en la matriz ferrítica. La martensita aumenta con la velocidad de enfriamiento.

Estabilidad de la Austenita Retenida

• A **bajo C**, la austenita se transforma después de la deformación.
• A **alto C**, la austenita retenida es más estable, transformándose solo a niveles de deformación mayores a los producidos por el conformado.

CP (Complex Phase)

Los aceros **CP** contienen pequeñas cantidades de **martensita**, **austenita retenida** y **perlita** con una matriz de **ferrita/bainita**.

• El TT se diseña para obtener un **grano austenítico muy fino** mediante recristalización retardada o precipitación de Ti o W.
• Pueden alcanzar resistencias de hasta **800 MPa**.

TWIP (Twinning Induced Plasticity)

En los aceros **TWIP**, se añade **Mn (17-24%)** y **C (0.5-0.7%)**. El manganeso promueve la formación de **maclas** que sirven para el **endurecimiento por maclaje**.

• A mayor número de maclas, mayor resistencia.
• El **coeficiente de endurecimiento instantáneo** es muy elevado ($\mathbf{n > 0.4}$), la estructura se vuelve mucho más fina progresivamente, y la formación de cuellos favorece una mayor deformación.