Estudio del comportamiento a fatiga biaxial en aceros maraging de fabricación aditiva

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento a fatiga de un acero maraging de fabricación aditiva, AISI 18Ni300. Se trata de una clase de acero de alta resistencia ampliamente utilizado en las industrias biomédica, aeronáutica, aeroespacial, marítima y militar gracias a su buen rendimiento en términos de resistencia, tenacidad, ductilidad, estabilidad dimensional y soldabilidad. Del mismo modo, su buena soldabilidad lo hace un excelente candidato para la fabricación de piezas mediante fabricación aditiva, ofreciendo así una reducción en el consumo de material de fabricación, la mano de obra y el tiempo de mecanizado. El estudio se centra en el comportamiento bajo cargas multiaxiales del acero sin ningún tipo de tratamiento mecánico superficial o térmico (as-built). Además de estudiar su comportamiento mecánico, se evalúa la capacidad de predicción de diferentes métodos de plano crítico, en concreto los métodos de Fatemi-Socie (FS) y Smith-Watson-Topper (SWT), combinados con la teoría de las distancias críticas para predecir la vida a fatiga y la orientación de la grieta al inicio bajo varios escenarios de carga. Se utilizaron probetas cilíndricas que se fabricaron en orientación vertical sobre la placa base, utilizando un sistema de impresión lineal equipado con un láser de fibra Nd:YAG. La estrategia de construcción consistió en depositar capas de 40 μm de espesor a una velocidad de escaneo de 80 mm/s. Ambos modelos de plano crítico arrojaron buenos resultados en fatiga de bajos ciclos de vida (LCF) y medios ciclos de vida, pero el modelo FS obtuvo mejores resultados en fatiga a altos ciclos de vida (HCF). En cuanto a los ángulos de inicio de grieta, el modelo SWT devolvió las mejores predicciones.Palabras clave:fatiga multiaxial, acero maraging, métodos de plano crítico.