Resistivity during cycle loading of fine grain heat affected zone (HAZ) of 17CrNiMo7 steel prepared into laboratory furnace

Resistividad durante el ciclo de carga de la zona afectada por el calor (ZAC) de grano fino del acero 17CrNiMo7 preparado en horno de laboratorio

Los componentes estructurales sometidos a cargas cíclicas suelen fallar por fatiga. La resistencia a la fatiga de los metales, así como de las zonas de unión soldadas en metales, depende de las propiedades mecánicas, especialmente de la dureza, el tamaño del defecto y el tamaño de los granos. En este artículo se explicará la resistencia de la ZAT de grano fino preparada contra la iniciación de grietas por fatiga. Se prepararon muestras de material con microestructura martensítica de grano fino en un horno de laboratorio mediante un tratamiento térmico adecuado. Se investigaron las propiedades mecánicas de la zona afectada por el calor de grano fino y su microestructura. Se prestó especial atención al comportamiento del grano fino durante el ciclo de carga bajo concentración de tensiones. La concentración de tensiones fue similar a la de las soldaduras reales. Se determinaron la curva S-N y el límite de fatiga. También se determinaron la curva de París y el umbral de propagación de grietas.

INTRUDUCCIÓN

El fenómeno de iniciación de grietas a partir de pequeños defectos en metales causados por tensiones cíclicas a un nivel inferior al límite de fatiga, en relación con la propagación inicial de la grieta de fatiga hasta el tamaño en que se convierte en una grieta sin propagación, es actualmente bien conocido [1,2,3]. Diseño de aceros de alta resistencia para el régimen de fatiga de muy alto ciclo [4,5]. El aporte de calor necesario para la soldadura aumenta la temperatura del material en las proximidades del metal de soldadura. Como resultado de la aportación de calor, se producirán tensiones residuales y algunas transformaciones en la microestructura en la zona altamente calentada del material base, lo que causará la zona afectada por el calor (ZAC) de la unión soldada (véase la figura 1).

La microestructura martensítica suele ser dura y quebradiza, con baja tenacidad al impacto, y no siempre es conveniente para las uniones soldadas. Como resultado de la dureza la aparición de grietas bajo condiciones de carga de las estructuras es alta. Las grietas iniciadas en la ZAT del CG se propagan rápidamente al principio y cuando alcanzan el borde del grano se detienen [6]. Con el fin de explicar el comportamiento de la microestructura de grano fino bajo carga cíclica, se utilizó un horno de laboratorio para preparar probetas en condiciones de soldadura y se redujo la velocidad de enfriamiento del material calentado. Este proceso dio lugar a una microestructura menos dura y menos quebradiza y dio lugar a una microestructura de grano fino, que se utilizó para la investigación. Se sabe que el tratamiento térmico posterior a la soldadura mejora la microestructura [7], pero algunos tipos de material no permiten el tratamiento térmico posterior a la soldadura, como los aceros microaleados.