Variación y consistencia del módulo de Young en el acero

El módulo de Young de los metales medido mecánicamente es consistentemente menor que el medido físicamente, particularmente después de la deformación plástica. Además, el comportamiento nominalmente elástico de carga y descarga no es lineal; muestra una curvatura e histéresis significativas. Aunque han aparecido muchos informes sobre este llamado «efecto módulo», se desconoce la consistencia del comportamiento entre grados de acero, o dentro de un mismo grado producido por métodos y proveedores alternativos. Es decir, hay poca información sobre si es necesario que los fabricantes midan y controlen el módulo mecánico de cada bobina de acero para garantizar simulaciones precisas, un conformado consistente y un comportamiento fiable en servicio. Para abordar estas cuestiones, se han sometido 12 aceros (4 grados distintos: IF, HSLA, DP600, DP980; 3 productores por grado) a mediciones de módulo de alta precisión mediante ensayos mecánicos, análisis de amortiguación de la frecuencia de resonancia y técnicas de pulso-eco por ultrasonidos. Todas estas mediciones muestran una notable consistencia no sólo entre los proveedores sino también entre los grados. El principal determinante de la histéresis/curvatura de la respuesta tensión-deformación resultó ser la tensión de flujo nominal de la aleación. Otras variaciones del módulo mecánico global son menores en comparación con la histéresis/curvatura. Se llegó a las siguientes conclusiones 1) no hay diferencias significativas entre los proveedores de un mismo grado de acero, 2) hay muy poca diferencia entre los grados de acero, excepto la atribuible a las diferentes resistencias, 3) la descarga y recarga mecánicas después de la pre-deformación son similares, 4) los ciclos de carga y descarga cíclicos no tienen ningún efecto acumulado, excepto a través de un cambio menor de la tensión de flujo, y 5) el módulo inicial de carga o descarga es muy similar al módulo físico, pero la pendiente medida mecánicamente se degrada muy rápidamente a medida que avanza la carga o la descarga, y se estabiliza incluso en una pequeña deformación (<2%). El comportamiento medido durante la descarga y la recarga es más consistente y reproducible que durante la carga inicial, y el comportamiento de la descarga es más consistente y reproducible que el de la recarga. Por lo tanto, se recomienda que la descarga después de la pre-deformación se utiliza para representar todo el comportamiento no lineal nominalmente elástico con mayor precisión.

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