Fractura

JORNADAS SAM/ CONAMET/ SIMPOSIO MATERIA 2003

07-16

DETERMINACIÓN DE LAS CURVAS S-N- P EN FATIGA ROTATORIA DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO 2024-T3 y 7075-T7351 Y SU DEPENDENCIA CON LOS TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
N. Valencia +, R. Parra * , A. Artigas*, Y. Sepúlveda**, M. Páez*, M. Toledano*** y A. Monsalve* *Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Facultad de Ingeniería, Casilla 10233Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile. amonsalv@lauca.usach.cl + Academia Politécnica Aeronáutica de la Fuerza Área de Chile **Departamento de Química de los Materiales, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile. *** Escuela Superior de Caminos Canales y Puertos, Universidad de la Coruña, España.

Se han trazado las curvas S-N-P (esfuerzo, número de ciclos,probabilidad de falla), a las aleaciones de aluminio 2024 T3 y 7075 T7351. Previamente se han efectuado sobre las probetas, los tratamientos superficiales de desengrasado y anodizado crómico evaluándose la influencia del tratamiento de anodizado crómico, sobre la vida útil a fatiga de estas aleaciones. La determinación de las curvas S-N-P (curvas de Wohler) se ha realizado a través del método de Maennig, elque plantea la posibilidad de determinar completamente dichas curvas a través de la utilización de un número limitado de probetas. El desengrasado ha sido realizado con etanol y el anodizado se realizó bajo las especificaciones industriales en uso. Se utilizó fatiga rotatoria, por ser esta técnica de fatiga, la que produce los mayores esfuerzos en la periferia de cada probeta, que es precisamenteel sitio en que interesa realizar la evaluación de la resistencia a fatiga. Se determinó tanto el rango de transición como el de vida finita, calculándose en cada caso las probabilidades de fractura de 1, 50 y 99%. Finalmente, se ajustaron los resultados a hipérbolas con asíntotas distintas a los ejes coordenados. Se realizó además microscopía electrónica de barrido para caracterizar elmicromecanismo de fractura operante. Se concluye que la utilización de la metodología de Maennig, permite evaluar de forma relativamente rápida y efectiva, el efecto del tratamiento superficial de anodizado, sobre la vida útil a fatiga en los materiales estudiados.

1. INTRODUCCIÓN Uno de los aspectos de mayor importancia en el mundo aeronáutico consiste en conocer las propiedades a fatiga de losmateriales metálicos utilizados, particularmente las aleaciones de aluminio. Estos datos normalmente se encuentran disponibles en diversas fuentes, y usualmente no es un problema acceder a esta información. Sin embargo, la mayoría de estas aleaciones de aluminio son sometidas a un proceso de protección superficial, cuyo objetivo es otorgarles una resistencia a la corrosión apropiada para su uso. Estostratamientos consisten en desengrase, decapado y anodizado. Los dos últimos procesos son capaces de alterar la superficie del material de manera que la respuesta a fatiga resulta vulnerada, debido a que ambos procesos contemplan la exposición de la aleación a un electrolito de gran reactividad química, con lo cual es esperable una superficie con cierto daño superficial. No obstante, los datosconcernientes a las propiedades a fatiga de las aleaciones de aluminio con tratamiento superficial, normalmente no se encuentran disponibles en la literatura constituyendo parte del secreto industrial[1,2,3]. En este trabajo se busca caracterizar la respuesta a fatiga de las aleaciones de aluminio 2024T3 y 7075-T7351 sometidas a diversos tratamientos superficiales, sentando una metodología que sirva debase para la determinación de estas propiedades. El enfoque que se ha dado al trabajo incluye la determinación de las curvas de Wohler, es decir,

curvas S-N, con la probabilidad de fractura como tercer parámetro [4,5]. Las probabilidades que se han utilizado para entregar la información son 1, 50 y 99%. Se ha utilizado la fatiga rotatoria debido a que en este ensayo, los máximos esfuerzos se...