Study on crack propagation of 42CrMo

Estudio de la propagación de grietas en 42CrMo

Para el fallo por fatiga de 42CrMo, se realizó el ensayo de tracción en la probeta CT a diferentes relaciones de carga utilizando un probador de tracción por fatiga. Se obtuvieron datos sobre la tasa de crecimiento de grietas por fatiga del material y el factor de punta de grieta. Se utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM) para observar la microestructura y la iniciación y propagación de grietas. Se obtuvo la ley de iniciación y propagación de grietas durante la propagación de grietas por fatiga. La vida de la grieta por fatiga se calculó mediante la fórmula de París, y se compararon el ensayo de crecimiento de la grieta por fatiga y la observación microscópica. Se analizaron la ley de propagación y la vida de la grieta por fatiga de las diferentes etapas de propagación de la grieta. Los resultados muestran que la etapa de propagación estable de la grieta por fatiga es la etapa clave para determinar la fractura por fatiga, la tasa de crecimiento está relacionada con la relación de tensiones.

INTRODUCCIÓN

En las dos últimas décadas, las grietas por fatiga se han estudiado ampliamente. Y es que más del 70-80 % de la vida total a fatiga puede emplearse en las etapas de iniciación de grietas y desarrollo de pequeñas grietas [1]. Estudios previos han demostrado que las grietas y las pequeñas grietas que se producen al principio de la vida a fatiga se ven afectadas significativamente por la microestructura intrínseca, dando lugar a un comportamiento de propagación anómalo en comparación con el comportamiento de las grietas largas [2]. Por lo tanto, la medición precisa de la tasa de crecimiento de grietas pequeñas y la comprensión de los mecanismos de propagación de grietas pequeñas son muy importantes para la predicción fiable de la vida a fatiga del material. Wang [3] llevó a cabo ensayos de crecimiento de grietas por fatiga en materiales compuestos de SiCp/Al con diferentes relaciones de tensiones, y descubrió que la tasa de crecimiento de grietas por fatiga del material disminuye con el aumento de la relación de tensiones. El inicio de las grietas cortas por fatiga se ve obviamente afectado por la mesoestructura del material. Debido a las diferentes mesoestructuras, el modo de iniciación de las grietas cortas por fatiga también es diferente [4]. Kim y Laird [5] creen que la orientación de los granos a ambos lados de la interfaz es bastante diferente. La dirección de movimiento de la zona de deslizamiento intragranular se cruza con el límite de grano, provocando una gran concentración de tensiones en el límite de grano, que finalmente conduce al agrietamiento del límite de grano y a la formación de microfisuras en el límite de grano. Cada microfisura se fusiona para formar una grieta corta. El agrietamiento por fatiga es sensible a las concentraciones de tensión. Si la tensión supera el límite de resistencia de la interfaz, provocará fácilmente la aparición de grietas cortas por fatiga. Además, la estructura de segunda fase o las inclusiones suelen ser relativamente frágiles o duras, lo que tiende a provocar la fractura por clivaje.