Estimación de la zona plástica en torno a grietas de fatiga vía microindentación.

Abstract

El conocimiento preciso de la zona plástica en las grietas de fatiga es una forma muy directa y eficaz de cuantificar el daño en componentes que están sometidos a cargas cíclicas tales como los usados en la industria de la automoción. En este trabajo se propone una caracterización experimental ultrafina de la zona plástica basada en microindentaciones de Vickers. La metodología se aplica a diferentes probetas Compact Tension (CT) de la aleación de aluminio 2024-T351, utilizada normalmente en las industrias de la automoción y la aeronáutica. Las probetas se han sometido a un factor de intensidad de tensiones creciente. El trabajo experimental y el análisis de sensibilidad determinaron que el pulido óptimo de la superficie para conseguir un resultado lo más preciso posible, a través de la presente metodología, se trata de un acabado superficial de 3 μm y con una aplicación de una carga de 25 gramos de fuerza durante 15 segundos. Dichos parámetros producen los mejores resultados en términos de resolución y calidad de los datos. La metodología permite visualizar el tamaño y la forma de las zonas plásticas, tanto la zona cíclica como la zona monotónica, mediante mapas de contorno 2D. La comparación con el modelo analítico de Westergaard indica que la metodología, en general, sobreestima la zona plástica. La comparación con un acero con un contenido bajo en carbono S355 sugiere que la metodología funciona mejor para las aleaciones que presentan una alta relación de endurecimiento por deformación.