Resumen

En la contribución se define la tensión de los materiales de las matrices de fatiga térmica y se deriva teóricamente la vida útil del material y se compara con los valores medidos. Se describen las propiedades importantes de los materiales de las matrices, como la conductividad térmica, el coeficiente de expansividad térmica, el módulo de elasticidad y las propiedades mecánicas. Además, se analizan los materiales de las matrices, como los aceros al carbono y los aceros al cromo-tungsteno. El molibdeno aparece como el material más adecuado para las matrices de fundición a presión de metales ferrosos por sus ventajosas propiedades.

INTRODUCCIÓN

Durante el funcionamiento de la fundición a presión, las matrices se someten a esfuerzos cíclicos por fatiga térmica. Una vez agotadas las propiedades de deslizamiento del material, llega el final de la vida útil de la matriz. Para una explicación más profunda es necesario analizar las condiciones térmicas y las propiedades individuales importantes del material de la matriz durante el funcionamiento de la fundición a presión.

TENSIÓN DE LA MATRIZ EN LA FUNDICIÓN A PRESIÓN

Al entrar el metal líquido a alta temperatura en la matriz, el calor pasa del metal a la superficie de la matriz, según la figura 1. La capa de la superficie de la matriz puede considerarse como una capa de calor. La capa de la superficie de la matriz puede considerarse como un todo.

Si esta capa es libre y conocemos su coeficiente lineal de expansividad térmica α entonces a su temperatura T₁ y su temperatura antes de la entrada del metal líquido T₀ la extensión de la capa es [1,2].

δ=a(T₁-T₀) (1)

Dado que la capa no puede expandirse, se produce en ella la tensión de compresión σ

​$\sigma =\frac{\delta mE}{m–1}$   (2)

donde m - constante de Poisson, E - módulo de Young del material de la matriz. Si sustituimos los valores competentes E = 2,2-10⁵ MPa, α = 1,3-10^-5, m = 3,3, T_o = 300 °C, T₁ = 600°C obtenemos σ = 1 200 MPa que evoca una tensión de tracción en la capa bajo la capa superficial. Sin embargo, tras extraer la pieza de la matriz, la capa superficial se enfría y se produce en ella una tensión de tracción.

Repitiendo este proceso como una fatiga térmica en la tensión de tracción que está surgiendo un peligro de grietas. Después de diez hasta cien mil ciclos las grietas surgen realmente y la vida del material de la matriz termina.

LA VIDA ÚTIL DEL MATERIAL DE LA MATRIZ

Si el número de prensados de metal líquido en la matriz N se considera como una función cuasicontinua con dependencia proporcional indirecta de la temperatura de vertido T, entonces cada aumento elemental de la temperatura de vertido dT significa una reducción proporcional indirecta de los ciclos de la vida útil del material de la matriz  $- frac{dN}{N}$.​

• Materias:Fatiga térmica Propiedades de la materia Tensión-deformación
• Subjects:Thermal fatigue Properties of matter Stress-strain
• Palabras claves:Tensión del material; Fatiga térmica; Vida útil; Propiedades del material
• Keywords:Stress of material; Thermal fatigue; Service life; Material properties