Gradientes de orientación en cercanías del borde de grano estudiados por EBSD

Abstract

El objetivo de este estudio es evaluar la desorientación local, su distribución y el gradiente de orientación en el desarrollo de la microestructura de una chapa de acero de calidad de embutido profundo (AKDQ). La microestructura se caracteriza con una resolución espacial a nivel de sub-grano usando difracción de electrones retrodifundidos (EBSD) en muestras sometidas a tensión uniaxial interrumpida en una probeta entallada y a solicitaciones típicas de procesos de conformado a través de ensayos Nakajima con diferentes geometrías de probeta. El empleo de la probeta entallada permite el estudio local de la evolución de la microestructura sobre un conjunto de granos identificables a medida que el material deforma, mientras las muestras correspondientes a los ensayos Nakajima se emplean para estudiar el comportamiento del gradiente de orientación con la distancia a los bordes de grano, bajo un enfoque estadístico. A partir de este último análisis se introducen dos nuevos parámetros basados en EBSD, llamados severidad promedio del gradiente (GAS) y espesor efectivo del borde (BET). En láminas de acero AKDQ de 0.67 mm de espesor, el valor del BET como indicador de la zona de influencia del BG resulta, en un sentido promedio, independiente del tamaño del grano y la condición de carga, sin superar los 3 μm. La severidad del gradiente muestra una buena correlación con la deformación plástica mesoscópica. Se observa además que la desorientación local se acumula en las proximidades de los bordes de grano mostrando diferencias en cada condición de carga.

The goal of this study is the evaluation of local misorientation, its distribution and orientation gradient in the microstructural development of a deep drawing quality steel sheet (AKDQ). The microstructure is characterized at sub-grain level spatial resolution using Electron Backscatter Diffraction (EBSD) in samples submitted to interrupted uniaxial tension in a notched sample and to typical solicitations in forming process through Nakajima tests with different sample geometries. The use of a notched sample allows performing a local study of the microstructural evolution in a set of identifiable grains as the material deforms, while the samples corresponding to Nakajima tests are used to study the behavior of the orientation gradient with the distance to the grain boundary under a statistical approach. From the latter analysis, two new EBSD-based parameters are introduced, named Gradient Average Severity (GAS) and Boundary Effective Thickness (BET). In 0.67 mm thick AKDQ steel sheets, the BET value as an indicator of GB influence zone is, in an average sense, independent on the grain size and the loading condition, below 3 ìm. The gradient severity shows a good correlation with the mesoscopic plastic deformation. It is also observed that local misorientation accumulates in the grain boundary proximity, showing differences for each loading condition.