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Acero endurecido al horno BH

Definición

Un acero endurecido en horno es un producto desarrollado para permitir una alta conformalidad que no afecte la soldabilidad del acero, con lo que se logran mejores niveles de resistencia que se dan gracias a la microaleación de las láminas de acero con bajo contenido de carbono, lo que provoca que la microestructura de ferrita-perlita de grano fino sea reforzada por carbonitruros de titanio, vanadio, niobio o cromo.

La ferrita de esta clase de aceros, también conocidos como HSLA permite que la conformibilidad sea considerable, y la soldabilidad se mantenga estable gracias a los bajos niveles de aleación.

Se puede lograr una mayor resistencia en los aceros aumentando el contenido de carbono, pero esto afecta tanto a la conformabilidad como a la soldabilidad. Los aceros refosforizados se desarrollaron para aumentar los niveles de resistencia con buena conformabilidad. Los niveles de resistencia aumentan en los aceros endurecidos al horno mediante el endurecimiento en solución con fósforo y manganeso.

Acero endurecido al horno BH

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Composición del acero endurecido al horno

Los aceros de endurecimiento por horneado se alean con carbono y nitrógeno en solución sólida, manteniendo bajo el límite elástico antes de la formación en prensa. Después del prensado, las piezas se pintan y la pintura se endurece a temperaturas elevadas (normalmente 170° C durante 20 minutos). Durante este ciclo de horneado de la pintura, el carbono y el nitrógeno se difunden a las dislocaciones generadas durante la formación en prensa. Los precipitados clavan las dislocaciones aumentando así la resistencia del material.

El acero endurecible al horno (BHS) aprovecha el bajo contenido de soluto de carbono para producir un envejecimiento controlado por deformación del carbono para aumentar el límite elástico de los paneles de automoción formados, mejorando así la resistencia a las abolladuras o permitiendo cierta reducción del espesor.

La deformación proviene de la estampación y el envejecimiento se acelera mediante el tratamiento de horneado de la pintura. Los aceros BH contienen suficiente carbono soluto sobresaturado que la reacción de envejecimiento normalmente añade de 4 a 8 ksi, de 27 a 55 MPa, al límite elástico de un panel estampado.

Soluto-de-carbono
estructura-de-la-ferrita

Tipos de acero endurecidos al horno BH

Los aceros HSLA (alta resistencia y baja aleación) se desarrollaron inicialmente para permitir una alta conformabilidad, sin afectar la soldabilidad. Se logran mayores niveles de resistencia mediante la microaleación de láminas de acero con bajo contenido de carbono. La microestructura de ferrita-perlita de grano fino está reforzada por carbonitruros de titanio, vanadio, niobio o cromo. 

La ferrita en los aceros HSLA permite una conformabilidad considerable y la soldabilidad se mantiene debido a los bajos niveles de aleación. Estos aceros funcionan bien en los modos de estiramiento y embutición profunda, pero existen algunos problemas con la soldabilidad.

La misma demanda de aceros más fuertes llevó al desarrollo de aceros avanzados de alta resistencia, como los aceros DP (fase dual) y TRIP (plasticidad inducida por transformación). Los aceros de doble fase constan de una microestructura de ferrita y martensita, lo que permite una buena conformabilidad (debido a la ferrita) con mayores niveles de resistencia (debido a la martensita). 

El acero TRIP (una aleación) consta de una microestructura de ferrita, bainita y austenita residual. La inclusión de una fase austenítica permite una conformabilidad adicional por transformación en martensita. Por tanto, la operación de formación aumenta la resistencia de la pieza formada.

Propiedades mecánicas del acero endurecido al horno

Los aceros avanzados de alta resistencia muestran un mejor alargamiento que el que pueden lograr los aceros tradicionales de niveles de resistencia similares, que utilizan soluciones sólidas, precipitación y endurecimiento por transformación. Los aceros avanzados de alta resistencia son especialmente adecuados para piezas que necesitan tener una alta resistencia al impacto, ya que su alta conformabilidad los hace adecuados para producir formas complicadas, mientras que el componente ferrítico es beneficioso por su absorbancia de energía a altas tasas de deformación.

Utilizando acero ultra bajo en carbono desgasificado al vacío y adiciones de aleación precisas, se pueden producir aceros parcialmente estabilizados que tienen una baja cantidad de carbono soluto disponible después de que se completan las reacciones de precipitación en la línea de galvanizado.

Es necesario un tratamiento de recocido por lotes optimizado para tener suficiente carbón en la solución requerida para el endurecimiento por horneado. Esto hace que las carrocerías y los paneles de los automóviles se fortalezcan después del tratamiento de horneado de la pintura.

acero-alta-resistencia-baja-aleación
Rollo-de-acero-trip
Cadena-con-acero-endurecido
Broca-de-acero-endurecido

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