Los procesos tradicionales de fabricación de piezas mecánicas de acero incluyen un tratamiento termo-mecánico, en el que el acero se deforma a temperaturas altas con el fin de obtener una cierta geometría de la pieza y optimizar la estructura del material. Durante las últimas décadas, se han modificado algunos procesos de laminación en caliente, introduciendo una última pasada de deformación a temperaturas intermedias. La aplicación de deformación a temperaturas intermedias y la consiguiente modificación de la estructura austenítica tiene el objetivo de modificar las transformaciones de fase alotrópicas que suceden durante la propia deformación o durante el tratamiento térmico que se realiza tras el proceso de deformación. En este contexto, se aplican los tratamientos termo-mecánicos de “ausforming”, tratamientos en los cuales la estructura austenítica se deforma plásticamente a temperaturas intermedias, por debajo de la temperatura crítica Ar3, previamente a la transformación y obtención de microestructuras de tipo displacivo, como la martensita y/o la bainita. El efecto de la deformación a temperaturas intermedias en las transformaciones displacivas en aceros ha sido estudiado durante los últimos años, aunque todavía no se conocen todos los mecanismos que controlan estas transformaciones. Entender dichos mecanismos podría ayudar a optimizar ciertos procesos de fabricación, mejorando las propiedades mecánicas respecto a las de otras estructuras formadas por procesos más convencionales. En esta tesis doctoral, se estudia el efecto de la deformación en las transformaciones de fase que tienen lugar durante un tratamiento de ausforming a temperaturas intermedias en un acero con un contenido medio en carbono y un contenido alto en silicio. Para ello, se han aplicado deformaciones mediante compresión a 520, 400 y 300 ºC, seguidas de un tratamiento isotérmico a 300 ºC, en el rango bainítico. Los resultados se han comparado con aquellos obtenidos mediante un tratamiento isotérmico a 300 ºC, sin deformación. Con el fin de entender el efecto de la deformación en las transformaciones, se ha estudiado la evolución microestructural durante el procesado de ausforming de microestructuras bainíticas, incluyendo la caracterización tanto de la austenita previa a la transformación, como de las fases metaestables inducidas por deformación, y de las fases metaestables formadas durante el tratamiento isotérmico y enfriamiento final a temperatura ambiente. Una de las conclusiones más relevantes de este trabajo es, que el aumento de la energía libre asociada a la aplicación de una tensión, induce una transformación bainítica o martensítica durante los tratamientos de ausforming a temperaturas de deformación de 400 y 300 ºC. Asimismo, la aplicación de una deformación previa en la austenita altera el carácter isótropo de la transformación bainítica, de manera que, cuando la temperatura de deformación es 400 y 300 ºC, la señal dilatométrica durante la etapa isotérmica de los tratamientos de ausforming presenta diferentes cambios de longitud relativa dependiendo de la dirección de medida, radial o longitudinal.

Tesis Doctoral Calificación: Sobresaliente Cum Laude