Estudio del efecto del granallado en la vida residual por fatiga mediante monitoreo de las tensiones residuales

Abstract

Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales

El pretensionado por granallado prolonga la vida de componentes mecánicos sometidos a fatiga. Por lo tanto es importante predecir esta mejora mediante cálculos para optimizar los parámetros del granallado y la forma de los componentes y así reducir costos mientras se incrementa la resistencia a la fatiga. En este trabajo se ha obtenido evidencia experimental sobre el proceso de granallado y el comportamiento en fatiga del material granallado ensayando un acero AISI 5160 con microestrutura martensítica revenida. El proceso de granallado fue estudiado con probetas planas tratando de obtener correlaciones entre las variables del proceso y las características del campo de tensiones residuales resultante. Se utilizó un equipo neumático manteniendo constante la presión del aire, tipo de boquilla, material de la granalla (vidrio) y distancia boquilla-superficie de la probeta. Las variables del ensayo fueron: tiempo de granallado, diámetro de granalla y ángulo entre la superficie de la probeta y el flujo de granalla. La medición del campo de tensiones residuales, en superficie y en profundidad, se realizó con la técnica de difracción de rayos X (DRX). 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 S-N 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. La vida en fatiga del material granallado fue modelada en función de la curva S-N del material virgen, el campo de tensiones residuales y la rugosidad resultante del granallado. El efecto de la relajación de tensiones residuales durante la fatiga fue también incluido. Modelo y resultados experimentales son cotrastados y discutidos