Analisis de la deformacion compatible y condiciones criticas de fallo en la extrusion de tubos bimetalicos

Abstract

En este trabajo se estudia la deformacion compatible de un tubo bimetalico en un proceso de extrusion en caliente. El tubo se encuentra formado por un acero estructural comun (aisi 4130, por ejemplo), revestido interior o exteriormente por un material resistente a la corrosion (inconel 625 o incolloy 825). El producto bimetalico se pretende utilizar en la conduccion de fluidos corrosivos (oleoductos, gaseoductos, industria quimica, etc.). Para conseguir un tubo sin defectos, debe garantizarse que los dos materiales se deforman de modo compatible, sin despegues o inestabilidades en la intercara. El analisis realizado comienza obteniendo una solucion analitica para el campo tensional. Esta solucion es solo una primera aproximacion al proceso. Por esta razon, se aplica a continuacion el metodo de elementos finitos, a traves del codigo abaqus. Este metodo ha permitido obtener resultados muy conformes con los valores industriales. Seguidamente, se realizan diversos analisis basados en criterios de fallo. En primer lugar, se aplica el metodo del limite superior, que permite obtener diagramas de fractura utiles para la produccion industrial. Despues, se formula un analisis de bifurcacion y de estabilidad que contempla la posibilidad de soluciones no uniformes, en forma de ondulaciones o bandas de cizalladura, en la intercara. De este trabajo, se concluye que la intercara es una zona critica y que los parametros mas relevantes para controlar el fallo en el proceso son la relacion de tensiones de fluencia, las condiciones de friccion y el angulo de extrusion. Se han deducido valores criticos de estas variables para las combinaciones materiales de mayor interes tecnologico.