Shot Penning

C A P I T U L O

U N O

TEORIA

EL PROCESO SHOT PEENING
El Shot Peening es un procedimiento de plastificación en frío que consiste en martillear la superficie de la pieza con pequeñas bolas esféricas. Cada bola deja un impacto sobre la superficie de forma redondeada como si fuese un minúsculo martillo. Para que se forme esa huella, es necesario que la capa esté deformada en superficie entracción (FIGURA 1-1) . Bajo la superficie, el material comprimido intenta volver a su volumen inicial, creando así tensiones de compresión de fuerte amplitud (FIGURA 1-2) . El recubrimiento de las huellas permite obtener una tensión residual de compresión isotrópica y uniforme. Se reconoce que las grietas no se inician ni se propagan en un volumén de compresión. Ya que la mayor parte de roturaspor fatiga y corrosión bajo tensión tienen su origén en la superficie o la cercanía de la superficie, las tensiones residuales de compresión introducidas por Shot Peening aumentará sensiblemente la duración de vida de las piezas metálicas. La amplitud de las tensiones residuales producidas por Shot Peening es superior a la mitad del límite elástico del material Shot Peenizado. Figura 1-1 DeformaciónPlástica al Punto de Impacto

Figura 1-2

La Compresión se Opone a la Fisuración

El denominador comun de la mayoría de los modos de rotura a largo plazo es la tensión de tracción. Esas tensiones pueden resultar de las solicitaciones externas o ser residuales, es decir permanentes, creadas por procesos de fabricación tal y como el soldeo, la rectificación y el mecanizado. Las tensiones detracción tienden a estirar la superficie y pueden producir inicio de grietas (FIGURA 1-3) . Las tensiones residuales de compresión aprietan las juntas de granos y retrasan o bloquean el inicio de grieta. Ya que la propagación de las grietas se modera por la capa de compresión, aumentando la profundidad de la compresión se aumenta la resistencia a la grieta. El Shot Peening es el método máseconómico y el más práctico para introducir tensiones residuales de compresión. Figura 1-3 Iniciación de Grieta y Propagación Bajo Tensión de Tracción

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C A P I T U L O
Se utiliza el Shot Peening principalmente para luchar contra la fatiga de los materiales metálicos. Las indicaciones siguientes se basan en la fatiga de los metales y a su representación típica por curva de duración de vida conarreglo a la tensión aplicada representada en Figura 1-4. • El cargamento a fatiga está formado de decenas de miles hasta millones de ciclos de solicitaciones repetitivas. Las solicitaciones crean tensiones de tracción aplicadas que estiran la superficie y tienden a desgarrarla. Una reducción lineal de la tensión de tracción aplicada induce un aumento exponencial de la duración de vida y de lacantidad de ciclos Figura 1-4 Duraciòn de Vida en Funciòn de la Tensiòn Aplicada a fatiga. La curva (Figura 1-4) muestra que a 810 MPa la reducción del cargamento de un 32% ocasiona un aumento de la duración de vida de un 300% (+150 000 ciclos).

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TENSIONES RESIDUALES DEL SHOT PEENING
Las tensiones residuales introducidas por Shot Peening son tensiones de compresión . Esastensiones residuales de compresión se substraen de las tensiones aplicadas y pueden hasta anularlas. De modo sencillo, mientras menos haya, más grande es la duración de vida. Un perfil típico de tensión residual de Shot Peening está representado en la Figura 1-5.

Figura 1-5

Perfil Tipico de Tensiones Residuales de Shot Peening

Tensión Máxima – Es el valor de la amplitud de la tensión residualde compresión máxima. De costumbre se encuentra en primera capa, cerca de la superficie. Mientras más aumenta la tensión máxima, más resistente a la grieta por fatiga es el material. Profundidad comprimida – Es la profundidad de la capa de compresión resistente a la propagación de grietas. La profundidad de la capa puede aumentar cuando se aumenta la energía del impacto de las bolas. Se busca...