La Fatiga

Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, Agosto de 2000, 855-862

GRANALLADO DE PRETENSIONADO III: COMPORTAMIENTO EN FATIGA DE ALTO NUMERO DE CICLOS
G.H. Rubiolo b, M. Ortiz b y J. Vera Alvarado a
a

Instituto de Tecnología “Jorge A. Sábato” (CNEA-UNSAM), Comisión Nacional de Energía Atómica, Centro Atómico Constituyentes, Av. Del Libertador 8250, (1429) BuenosAires, Argentina. b Departamento Materiales- Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica, Centro Atómico Constituyentes, Avda. del Libertador 8250, (1429) Buenos Aires, Argentina.

RESUMEN En este trabajo se ha obtenido evidencia experimental sobre el comportamiento en fatiga de un material granallado ensayando un acero AISI 5160 con microestructura martensítica revenida.La producción de tensiones residuales sobre las probetas para fatiga se realizó con una granalladora a turbina utilizando granalla de acero y un tiempo de granallado fijo. La curva SN se obtuvo con una máquina de flexión rotativa. Además, se caracterizó la relajación de tensiones residuales durante el proceso de fatiga, para diferentes amplitudes de carga, utilizando la técnica de DRX. Se observóun leve incremento del límite de fatiga por efecto del granallado mientras que la vida finita a semiamplitud máxima de la tensión cíclica constante disminuye considerablemente. Las tensiones residuales, medidas en profundidad, evolucionan fuertemente con el ciclado reduciendo su capacidad de frenar la propagación de microfisuras. Para tensiones máximas aplicadas del orden del límite de fatiga osuperiores, la evolución de las tensiones residuales superficiales muestra tres etapas: un transitorio inicial, un estadío con derivada constante y un terciario acelerado. Debajo del límite de fatiga desaparecen la segunda y tercer etapa mientras que el transitorio inicial satura. La vida en fatiga del material granallado fue modelada en función de la curva S-N del material vírgen, el campo detensiones residuales y la rugosidad resultante del granallado. El efecto de la relajación de las tensiones residuales durante la fatiga fue también incluído. Modelo y resultados experimentales son contrastados y discutidos. Palabras claves Fatiga, Granallado, Tensiones Residuales, Difracción de rayos X, AISI 5160 INTRODUCCION El granallado de pretensionado mejora el comportamiento a la fatiga, sinembargo el efecto benéfico varia según las condiciones de granallado y de carga. Landgraf y colab., según la cita de referencia [1], muestran que una probeta templada y granallada tiene mayor resistencia a la fatiga que otra que ha sido sólo templada y que cuanto mayor es el diámetro de granalla se consigue incrementar aún más la resistencia a la fatiga.

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Rubiolo, Ortiz y Vera AlvaradoTambién determinan que si existe el mismo nivel de tensiones en compresión en superficie pero mayor profundidad de perfil entonces el comportamiento en fatiga es diferente. Nelson y colab. [2], estudiaron el efecto de las condiciones de granallado sobre la resistencia a la fatiga de tres aceros de durezas diferentes (63, 50 y 20 HRC) y dos intensidades de granallado (Almen 0.024 A-2 y Almen 0.016C-2). Muestran que cuando la dureza del material aumenta la sensibilidad de la resistencia a la fatiga al granallado disminuye. Para el acero de dureza 63 HRC, la resistencia del material granallado es menor que la del material no granallado. Concluyen que: a) los defectos introducidos por granallado dentro de estos aceros hace que se comporten como fisuras y la dimensión de estos defectos varíasegún la dureza del material y la intensidad del granallado; y, b) la probabilidad de encontrar defectos en profundidad aumenta al aumentar la intensidad del granallado y al disminuir la dureza del material. Mattson, según la cita de referencia [3], compara diferentes tiempos de exposición de granallado y la intensidad Almen con la resistencia de vida en fatiga a un mismo nivel de tensiones....