Director de beca: Dr. Mauro Martín

Como parte de una estrategia de desarrollo de materiales con interés para la industria automotriz se propone desarrollar aceros de alta resistencia de tercera generación. Con punto de partida en los aceros de segunda generación, aceros TWIP/TRIP del sistema Fe-Mn-Si-Al, se propone incrementar el efecto TWIP mediante contenidos superiores de manganeso y carbono. Esto permitirá mejorar la formabilidad del material e incrementar ductilidad para valores similares de resistencia mecánica. De esta manera se incorpora un nuevo material que combina alta resistencia y formabilidad destinado a disminuir el peso de la carrocería, y consecuentemente, el consumo de combustible y el nivel de emisiones.

Con el desarrollo de aceros de tercera generación en el sistema Fe-Mn-Si-Al-C se pretende superar la barrera de 1 GPa de resistencia mecánica y 50 % de elongación a rotura. Para ello se hará uso del efecto TWIP (twinning induced plasticity) como principal y única transformación presente en el material. Si bien las transformaciones martensíticas inducidas por deformación presentes en la segunda generación, gama (fcc) -> epsilon (hcp) -> alfa (bcc), resultan en un coeficiente de endurecimiento mayor, limitan al mismo tiempo la formabilidad del material. Por lo tanto, se espera que una microestructura con una fase austenita que transforme únicamente por maclado permita una deformación macroscópica más homogénea para superar la barrera de 50 % de elongación a rotura.
La estrategia de incrementar el contenido de manganeso y carbono en el material será contemplada en todas las etapas involucradas en el desarrollo, esto es: 1) formulación de la composición química, 2) procesamiento del material, 3) microestructura y 4) propiedades mecánicas. Por lo tanto, para cada punto se definen las siguientes metas:

Formulación de la composición química: evaluar la influencia de los elementos manganeso y carbono en la estabilidad termodinámica de la fase austenita. Obtener diagramas de fases en función de la adición de estos elementos para contenidos fijos de aluminio y silicio.
Procesamiento termomecánico del material: desarrollar una ruta de que permita maximizar el contenido de carbono disuelto en la fase austenita evitando la ocurrencia de precipitados.
Microestructura: el objetivo es conseguir una microestructura completamente austenítica y libre de precipitados. Dicha austenita deberá tener la capacidad de transformar mediante maclado al ser sometida a deformación plástica.
Propiedades mecánicas: la evaluación de las composiciones desarrolladas será realizada mediante ensayos de tracción uniaxiales. Aquellas composiciones que superen la barrera de 1 GPa resistencia y 50 % de deformación serán sometidas a ensayos adicionales para evaluar la Curva Límite de Formabilidad del material (forming limit curve, FLC).