Resumen

Hay que tener en cuenta la interacción entre la carga cíclica y el entorno, especialmente a altas temperaturas. En condiciones atmosféricas, la fatiga y la oxidación se producen en paralelo. Esto da lugar a un periodo de iniciación de la grieta más corto y a una mayor propagación de la grieta tanto en ciclos térmicos como en condiciones isotérmicas. En el presente trabajo, se investigó el desarrollo de la capa estabilizada a en una aleación de titanio α + β durante ciclos térmicos a alta temperatura en ambiente aéreo. Las muestras limitadas se calentaron cíclicamente entre la temperatura inferior de 200 °C y el límite superior de 900, 1000 y 1100 °C, respectivamente. La fase a que contiene oxígeno se nucleó en las láminas de la martensita α cuando, durante el ciclo térmico, la temperatura máxima superó la temperatura de transformación de la aleación. La temperatura máxima y el tiempo total de exposición demostraron ser decisivos para el crecimiento de la capa α estabilizada por difusión del oxígeno en el material. En la capa de difusión embrittled se iniciaron grietas, que crecieron hacia el interior exponiendo nuevas superficies para la difusión del oxígeno y el desarrollo de capas α que condujeron a un proceso de daño acelerado.

INTRODUCCIÓN

El efecto perjudicial de la oxidación sobre el daño en la carga eyclic es bien conocido. El resultado de la interacción de las tensiones cíclicas y la oxidación es un período inicial de grietas más corto y una mayor propagación de grietas [1-3] tanto en la fatiga isotérmica de bajo ciclo como en la fatiga térmica. La mayoría de los datos publicados se refieren a superaleaciones [3, 5], aceros al carbono y aleados [6], donde la aceleración del proceso de daño por fatiga se atribuye a una cinética de oxidación mejorada [2] y a la fractura y desprendimiento de óxido superficial [2, 3].

El presente trabajo trata sobre el desarrollo de la capa estabilizada en una aleación de titanio α + β durante ciclos térmicos a alta temperatura. Los datos obtenidos pueden ser útiles para comprender el impacto de la fragilización por oxígeno de la capa superficial en el daño por fatiga térmica.

MATERIAL Y EXPERIMENTOS

La aleación utilizada para el ciclo térmico fue una aleación de titanio bifásico α + β con la composición de Ti-6A1-2.5Mo-1.5Cr. El ciclo térmico se llevó a cabo en una máquina de tracción Zwick con calentamiento por resistencia como se describe en [7]. Las muestras sueltas se fijaron firmemente en las crucetas de la máquina de tracción electrónica después de calentarlas a la temperatura superior del ciclo térmico (900, 1000, 1100 2C). La temperatura más baja fue de 200 °C. Durante el período de enfriamiento, como resultado de la contracción térmica de las muestras restringidas, se indujo una tensión mecánica que, como muestra la Figura 1, estaba en contrafase con el ciclo de temperatura.

• Materias:Temperatura Efecto térmico Controlador de temperatura Control de la temperatura
• Subjects:Temperature Thermal effect Temperature controller Temperature control
• Palabras claves:Capa α- estabilizada; Ciclos térmicos; Tensiones térmicas
• Keywords:α - stabilized layer; Thermal cycling; Thermal stresses