The local misorientation and orientation gradient development near grain boundaries (GBs) are analyzed in a deep drawing quality steel sheet (AKDQ) subjected to interrupted tensile tests in a notched sample. The microstructure is studied using electron backscatter diffraction (EBSD) with subgrain-level spatial resolution. The evolution of misorientation accumulation for particular GBs was traced in grains located in different zones inside the notch, identifying the effective area of influence of GBs inside the neighboring grains. A local study was performed, and the evolution in misorientation development near GB was investigated. The results show a low correlation between GB width and sharpness of the orientation gradient with the mesoscopic strain, but instead orientation gradients between GB zones and the interior of the grains were observed with increasing strain. The increase in severity observed in some GBs can be related to dislocation pile up development, which reduces the permeability of a boundary to dislocation transmission.

ABSTRACT The forming limit diagram (FLD) –broadly used to characterize sheet-metal formability– is made by means of strain measurement over the surface of stretched samples and the subsequent determination of limit-strain values associated with the onset of necking. Currently, researchers can make strain measurements with digital image-correlation analysis (DIC). Data measured by DIC easily adapt to the traditional position-dependent method for evaluating limit strains, but this method is not applicable to materials that exhibit inhomogeneous deformation, like multiple necking. DIC analysis allows for the application of time-dependent methods, which are based on analysis of the temporal evolution of strains to define the onset of necking. This article compares three recently proposed time-dependent techniques for determining limit strains: a thickness-control method, the strain-control method and an acceleration-correlation method. For experimental purposes, duplex 2205 stainless-steel sheet, 0.92mm thick, was tested in uniaxial tension. The standard position-dependent method (ISO 12004-2) provides a reference for comparing results. We attribute differences in limit-strain values to the difficulty in objectively setting each method’s parameters. These differences show that there are still aspects of the temporal analyses that must be improved on before a precise and generalized methodology is available.

RESUMEN El diagrama límite de conformado (DLC), ampliamente utilizado para caracterizar la formabilidad de chapas metálicas, se elabora midiendo deformaciones en la superficie de probetas ensayadas y determinando posteriormente un valor de deformación límite asociado al inicio de la estricción. Actualmente la medición de deformaciones se realiza mediante análisis de correlación de imágenes digitales (CID). El método tradicional para evaluar la deformación límite, dependiente de la posición, se adapta fácilmente a los datos obtenidos por CID pero no es aplicable a materiales con estricciones múltiples u otras formas de deformación inhomogénea. La disponibilidad de técnicas CID ha permitido el surgimiento de métodos dependientes del tiempo, basados en el análisis de la evolución temporal de las deformaciones para definir el inicio de la estricción. En este trabajo se comparan tres técnicas temporales propuestas recientemente para determinar la deformación límite: el método de control del espesor, el método del gradiente de deformaciones y el método de correlación de la aceleración. Para ello se realizaron ensayos de tracción uniaxial de chapa de acero inoxidable dúplex 2205 de 0,92 mm de espesor. Los resultados se comparan con los valores obtenidos mediante el método posicional estándar (norma ISO 12004-2). La dispersión hallada en los valores de deformación límite, atribuibles a la dificultad de fijar objetivamente los parámetros de cada método, muestra que aún restan aspectos a mejorar para disponer de una metodología precisa capaz de ser utilizada en forma general.

ABSTRACT The Forming Limit Diagram (FLD), frequently used to characterize the formability of sheet metals, is determined by assuming proportional loading histories up to the onset of necking. However, the limit strains are highly affected by strain-paths changes, which are very usual in real metal forming processes. The aim of this work is to analyze the effect of the loading history on the FLDs of a 0,9 mm thick DP-780 steel sheet and a 0,65 mm thick Zn20 zinc sheet by applying two-stage tests. The forming limits are studied under uniaxial deformation for the biaxially pre-deformed materials. The reference FLD was obtained by hydraulic bulge tests and uniaxial tests with different samples geometries. The limit strains of the pre-deformed DP-780 steel sheet are above the reference FLD, which reveals a non-negligible dependency between the material formability and the loading history. On the other hand, the differences between the FLDs of the zinc sheet are significant. This is attributed not only to the effect of changes in the strain path, but also to the continuous dynamic recrystallization experienced by the material at room temperature.

RESUMEN Los Diagramas Límite de Conformado (DLC), frecuentemente utilizados para caracterizar la formabilidad de chapas metálicas, se determinan asumiendo trayectorias de carga proporcionales hasta la ocurrencia de la inestabilidad plástica. Sin embargo, las deformaciones límite son afectadas significativamente por los cambios en los caminos de deformación, práctica muy usual en procesos reales de conformado de metales. El objetivo de este trabajo es analizar el efecto de la trayectoria de carga sobre el DLC de chapas de acero DP-780 de 0,9 mm de espesor y zinc Zn20 de 0,65 mm de espesor utilizando ensayos en dos etapas. Se estudiaron las deformaciones límite bajo tracción uniaxial para los materiales pre-deformados bajo carga equibiaxial. El DLC de referencia se obtuvo a través de ensayos de acopado hidráulico y de tracción uniaxial en probetas con diferentes geometrías de entalla. Las deformaciones límite obtenidas en la chapa DP-780 pre-deformada se encuentran por encima del diagrama de referencia, evidenciando una no despreciable dependencia de la formabilidad del material con la historia de carga. Por otro lado, las diferencias entre los DLCs de la chapa Zn20 son significativas. Esto se atribuye no sólo a efectos de trayectoria sino también a la recristalización dinámica continua que experimenta el material a temperatura ambiente.