Comportamiento a la fatiga de la aleación de aluminio 6063 envejecida

Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol. 18, N° 1, pp. 117-130, 2003

COMPORTAMIENTO A LA FATIGA DE LA ALEACIÓN
DE ALUMINIO 6063 ENVEJECIDA
J. G. LA BARBERA SOSA(*), F. M. PÉREZ MEZA(*), C. J. VILLALOBOS GUTIÉRREZ(**), Y E. S. PUCHI CABRERA(*)
(*)Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería,
Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales,
ApartadoPostal 47885, Los Chaguaramos, Caracas 1045, Venezuela.
e-mails: joselabarbera@hotmail.com, sirxpf@sidor.com, epuchi@reacciun.ve
(**)Universidad Central de Venezuela, Facultad de Ingeniería,
Escuela de Ingeniería Mecánica,
Apartado Postal 47885, Los Chaguaramos, Caracas 1045, Venezuela.
crisantovg@hotmail.com
Recibido: Mayo de 2002

Recibido en forma final revisado: Noviembre de 2002RESUMEN

Se ha llevado a cabo un estudio sobre el comportamiento a la fatiga y corrosión-fatiga, en condiciones de flexión
rotativa, de la aleación de aluminio 6063 con un tratamiento térmico de envejecimiento. A fin de determinar la
condición que da lugar al mayor aumento en la resistencia a la fluencia del material (condición óptima de
envejecimiento), se realizaron una serie de tratamientostérmicos a temperaturas de 155°, 170° y 185°C, durante
distintos períodos de tiempo. Una vez determinada dicha condición, se realizaron ensayos de fatiga tanto al aire
como en condiciones corrosivas, empleando para este último propósito una solución de NaCl al 3% en peso.
Dichos ensayos se llevaron a cabo aplicando esfuerzos alternantes del orden de 100, 125, 153 y 179 MPa,
correspondientes al50, 63, 77 y 90% de la resistencia a fluencia del material envejecido. De esta manera, se
obtuvieron los parámetros de las relaciones que describen la variación del número de ciclos a falla del material en
función del esfuerzo alternante, en ambas condiciones. Así mismo, se llevó a cabo un análisis en MEB de algunas
superficies de fractura selectas y secciones transversales a éstas, de lasmuestras ensayadas, con la finalidad de
caracterizar los mecanismos de fractura operativos y detectar la presencia de grietas de fatiga paralelas a la grieta
o grietas que dieron lugar a la falla, que estuviesen presentes en las secciones transversales. Igualmente, se llevó a
cabo la caracterización del precipitado endurecedor, en base a la morfología y distribución del mismo, empleando
para ellotécnicas de MET. Los resultados indican que la condición de envejecimiento para un mayor valor de
resistencia a la fluencia corresponde a un tratamiento realizado a 170°C durante 10 h, para el cual el material
adquiere una resistencia a la fluencia de aproximadamente 199 MPa. El precipitado endurecedor ha sido asociado
a β”, el cual tiene forma de agujas, se encuentra distribuido en forma dispersay es coherente con la matriz. De
igual modo, con relación a los ensayos de fatiga, se ha determinado que ligeras diferencias en la resistencia a
fluencia no generan una diferencia apreciable en la resistencia a la fatiga. Por otra parte, los ensayos de corrosiónfatiga han demostrado que a bajos esfuerzos alternantes, la reducción de la vida a la fatiga es mayor que a
elevados esfuerzos, encomparación con los ensayos de fatiga al aire. Finalmente, el estudio de las superficies de
fractura en esta aleación demuestra que el avance de las grietas de fatiga no es necesariamente normal al esfuerzo
de tensión, por lo que las superficies de fractura no son planas.
Palabras clave: Fatiga, corrosión-fatiga, aleación de aluminio 6063, tratamiento de envejecimiento,
endurecimiento porprecipitación.
ABSTRACT
A study on the fatigue and corrosion-fatigue behavior of an age-hardened 6063 aluminum alloy, evaluated under
rotating bending conditions, has been conducted. In order to determine the conditions leading to the maximum
increase in yield strength (optimum age hardening condition), a number of age-hardening heat treatments were
carried out at temperatures of 155°, 170° and...