Influence of the Cycling Loading Method on the Fatigue Life of Surface-Hardened Steel Sheets

Influencia del método de carga cíclica en la vida de fatiga de chapas de acero endurecidas superficialmente

En este artículo se analiza la influencia del granallado en las siguientes condiciones: tamaño de las partículas de granallado de 0,9 mm, ángulo de impacto de 75° y presión de 0,5 MPa en las propiedades de fatiga de las chapas granalladas de calidad RSt 37-2. El granallado, como una de las formas de endurecimiento de la superficie y de preparación de la superficie antes del acabado superficial, provoca el endurecimiento y el aumento de la rugosidad de la chapa. Los hechos mencionados influyen en el proceso de fatiga en la dependencia del método de carga cíclica. Durante los ensayos de fatiga por tracción con el ciclo de tracción-cero, el límite de fatiga de la chapa chorreada disminuyó y durante los ensayos de fatiga por flexión simétrica su límite de fatiga aumentó. En este artículo se analizan las causas de los resultados obtenidos.

INTRODUCCIÓN

El proceso de fatiga consiste en la nucleación y propagación de grietas y es función de factores internos y externos. Los núcleos de la fractura por fatiga se forman, por regla general, en la superficie de una pieza durante el esfuerzo de tracción. Un incremento en la resistencia superficial también resulta en un incremento en el límite de fatiga. Es ideal para introducir esfuerzos de compresión en las capas superficiales. El granallado es una de las tecnologías que permiten aumentar la resistencia de la superficie debido a la deformación plástica y al mismo tiempo introducir tensión de compresión en la superficie. El granallado se utiliza como paso de preparación para el recubrimiento posterior, de modo que el recubrimiento pueda tener las propiedades requeridas [1], pero también como una de las tecnologías de endurecimiento superficial de productos terminados con propiedades físicas y mecánicas adecuadas [2]. En cualquier caso, el chorreado no debe resultar en una disminución de las propiedades mecánicas de las piezas chorreadas.

A la luz del proceso de fatiga, la superficie volada debe evaluarse desde dos puntos de vista. La voladura provoca una deformación plástica intensa de una capa superficial delgada, lo que da como resultado la formación de tensiones de compresión residuales en esta capa [3 - 5]. Esto tiene un efecto positivo en el proceso de fatiga. Por otro lado, el chorreado aumenta la rugosidad de la superficie y posiblemente da como resultado la formación de microfisuras, lo que tiene un efecto negativo en el proceso de fatiga y disminuye la resistencia a la fatiga [6, 7]. El estado de la superficie del material volado depende de las condiciones de voladura [7]. Por lo tanto, es importante optimizarlos.

El proceso de fatiga y la vida de fatiga dependen de factores externos, que incluyen el método de carga cíclica [8, 9].