1. Límite elástico
(símbolo mecánico σ0,2, abreviatura YS)
σ0,2=P0,2/F0
- P0.2 – carga soportada por una probeta en tensión con deformación plástica del 0,2%
- F0 – área de sección original de la muestra de tracción
Un límite elástico bajo de un material significa que es propenso a ceder, tiene una recuperación elástica mínima después de ser formado y tiene propiedades favorables para el ajuste de la matriz y el mantenimiento de la forma durante el formado.
2. Resistencia a la tracción
(símbolo mecánico σb, abreviatura TS)
σb=Pb/F0
- Pb – carga máxima soportada por la muestra a tracción antes de la fractura
- F0 – área de sección original de la muestra de tracción
Una alta resistencia a la tracción de un material significa que es resistente a la rotura durante la deformación, lo que lo hace adecuado para sufrir deformación plástica.
3. Tasa de rendimiento
(σ0,2/σb)
El índice de límite elástico tiene un impacto significativo en la formabilidad de los materiales durante el estampado.
Cuando el índice de límite elástico es bajo, la etapa de deformación plástica desde la fluencia hasta la fractura de la chapa se prolonga, reduciendo el riesgo de fractura durante el conformado, facilitando el estampado.
En general, un índice de límite elástico bajo aumenta la resistencia al agrietamiento de la chapa durante diversos procesos de conformado.
Tabla: Tasa de rendimiento de materiales comunes de acero inoxidable.
| Tipo de acero | Límite de rendimiento (N/mm 2 ) | Resistencia a la tracción (N/mm 2 ) | Tasa de rendimiento |
| SUS304 | 300 | 670 | 0,45 |
| SUS304(Cu) | 295 | 640 | 0,46 |
| SU5316 | 312 | 625 | 0,50 |
| SUS316L | 245 | 525 | 0,47 |
| SUS430 | 350 | 510 | 0,69 |
| SUS409L | 241 | 410 | 0,59 |
4. Estiramiento
(símbolo mecánico, abreviatura inglesa EL)
El alargamiento se refiere a la relación entre el aumento total de longitud del material, desde la deformación plástica hasta la fractura, en comparación con su longitud original. Se expresa como:
- δ – alargamiento del material (%);
- L – longitud de la muestra cuando se extrae (mm);
- L0 – longitud de la pieza de prueba antes de tirar (mm).
Un alto alargamiento de un material significa que puede sufrir una mayor deformación plástica y tiene buena resistencia al agrietamiento, lo que lo hace favorable para estirarse, rebordear y abombarse.
Normalmente, el coeficiente de brida y la propiedad de abombamiento (valor de Ericsson) de un material son directamente proporcionales a su alargamiento.
5. Índice de endurecimiento por deformación (n)
El índice de endurecimiento por deformación, también conocido como “valor n”, refleja el endurecimiento de los materiales por trabajo en frío y su impacto en la conformabilidad durante el estampado.
Un alto índice de endurecimiento por deformación indica que el material tiene una fuerte capacidad de deformación local y puede prevenir eficazmente el adelgazamiento local. Esto significa que aumentar la deformación límite de inestabilidad da como resultado una distribución de deformación más uniforme y el límite de formación general del material es alto durante la formación.
6. Coeficiente de equilibrio de austenita (A)
A(BAL) = 30(C+N)+0,5Mn+Ni-1,3Cr+11,8
La estabilidad de la austenita se indica mediante el "valor A". Un valor A más bajo significa que la austenita es menos estable.
La estructura de acero es susceptible a cambios resultantes del trabajo en frío y en caliente, que pueden afectar sus propiedades mecánicas.
Ni, Mn, C y N son elementos comunes que ayudan a formar y estabilizar la austenita en el acero inoxidable, especialmente el Ni. Un aumento en el contenido de estos elementos puede aumentar el coeficiente de equilibrio austenítico y hacer que la estructura austenítica sea más estable.
Cr, Mo, Si, Ti y Nb son elementos que ayudan a formar y estabilizar la estructura de la ferrita. Un aumento en el contenido de Cr puede reducir el coeficiente de equilibrio austenítico.
El acero inoxidable SUS304 es una estructura austenítica pura con su propia estabilidad. Después del trabajo en frío, se vuelve duro debido al cambio de una parte de la estructura austenítica a martensita, conocida como martensita inducida por trabajo en frío.
El acero inoxidable austenítico tiene un coeficiente de equilibrio pequeño, lo que lo hace propenso a la transformación de martensita o a la formación adicional de martensita durante el trabajo en frío, lo que resulta en un alto grado de endurecimiento por trabajo en frío.
7. Punto de transformación de martensita inducida por trabajo en frío Md (30/50)
Md(30/50)= 551-462(C+N)-9,2Si-8,1Mn-13,7Cr-29(Ni+Cu)-18,5Mo
El punto de transformación de martensita (Md(30/50)) es la temperatura a la que el 50% del material sufre transformación martensítica después de sufrir un 30% de deformación verdadera por deformación en frío. Cuanto mayor sea el contenido de elementos de aleación en el acero inoxidable austenítico, menor será el punto de transformación de la martensita.
El acero inoxidable austenítico con un punto de transformación de martensita más bajo es menos propenso a la martensita inducida durante el trabajo en frío y tiene un bajo grado de endurecimiento por trabajo en frío.
El endurecimiento por trabajo en frío en acero inoxidable es causado por dos factores: el endurecimiento por trabajo debido al aumento de dislocaciones y el endurecimiento por trabajo debido a la transformación estructural (de austenita a martensita).
El acero SUS430 no sufre transformación estructural durante la deformación y su endurecimiento en frío se debe exclusivamente al aumento de las dislocaciones.
Por el contrario, el endurecimiento en frío del acero SUS304 se debe principalmente a la transformación de austenita en martensita, con una contribución menor del aumento de las dislocaciones. Por este motivo, el endurecimiento en frío del acero inoxidable austenítico es más pronunciado que el del acero inoxidable ferrítico.
El contenido de Ni tiene un efecto significativo sobre el punto de transformación de la martensita en acero inoxidable austenítico. Un aumento en el contenido de Ni conduce a un punto de transformación de martensita más bajo y a un menor grado de endurecimiento por trabajo en frío.
8. Tamaño de grano (N)
El significado físico del tamaño de grano se puede entender mediante la siguiente fórmula:
ξ=2N+3
- ξ-Número de granos por milímetro cuadrado de área seccional;
- Tamaño de grano N.
Un nivel de tamaño de grano más alto N significa que hay más granos por unidad de área de sección transversal, lo que hace que el tamaño de grano sea más fino. Esto da como resultado una mayor resistencia y un mejor alargamiento del material.
El acero con N>5 (256 granos/mm) se considera acero de grano fino.
El tamaño de grano grande puede aumentar la tasa de deformación plástica (R) del material, pero también disminuye la tasa de límite elástico y el alargamiento.
Sin embargo, con granos grandes, pueden existir diferentes orientaciones en la superficie de la lámina, provocando deformaciones desiguales y provocando el efecto “piel de naranja” en la superficie del material.
Refinar el tamaño del grano puede reducir la aparición de piel de naranja, pero si el tamaño del grano es demasiado fino, la tasa de deformación plástica disminuirá y la tasa de límite elástico y el alargamiento aumentarán, lo que lo hará menos favorable para la conformación.
