Resumen

Los materiales con mayor resistencia al desgaste son necesarios en diversas aplicaciones, como los elementos de corte (brocas de arrastre) de las tuneladoras de terreno blando (TBM), para aumentar la productividad y reducir el riesgo de los trabajadores que participan en las operaciones de intercambio (condiciones hiperbólicas peligrosas). En un trabajo reciente, se produjeron dos tipos de materiales combinando la impresión 3D (fusión selectiva por láser, SLM) de estructuras celulares de celosía y los métodos de sinterización por plasma de chispa (SPS). Los entramados se imprimieron a partir de (1) acero inoxidable 316L con diamante y (2) Ti6Al4V con nitruración. Se estudió el efecto del contenido de diamante (5%, 10% y 20%; partículas recubiertas de níquel) y el tamaño de la celda unitaria en el rendimiento. El entramado de la aleación de titanio se nitruró para aumentar su dureza y resistencia al desgaste. Se investigó el efecto de la temperatura de nitruración (750°C, 900°C y 1050°C) y de la fracción de volumen de la red (6%, 15% y 24%, en volumen), y se aplicaron las condiciones optimizadas. Los entramados se rellenaron con polvos de 316L y Ti6Al4V, respectivamente, y se consolidaron mediante SPS. Las muestras se ensayaron con la ayuda de un tribodiagnóstico de impacto de laboratorio. Los resultados de laboratorio han demostrado que ambos enfoques de refuerzo son beneficiosos y permiten mejorar la resistencia al desgaste en condiciones de impacto-abrasión con gran potencial para las tuneladoras o aplicaciones similares. La modelización con ayuda del método de elementos finitos ha demostrado que la estructura reticular permite reducir las tensiones locales máximas en condiciones de rayado e impacto.

• Materias:Análisis de suelos Hormigón Asfalto Drenaje Acero
• Subjects:Soil testing Concrete Asphalt Drainage Steel
• Palabras claves:Túnel de suelo blando, entramado de aleación de titanio, tamaño de celda unitaria, mejora del desgaste, estructura de entramado celular, mayor resistencia al desgaste, métodos de elementos finitos, tensión local máxima, tuneladora, ayuda de laboratorio
• Keywords:soft ground tunnel, titanium alloy lattice, unit cell size, improvement of wear, cellular lattice structure, higher wear resistance, finite elements methods, peak local stress, tunnel boring machine, help of laboratory