Surface roughness, hardness, and fatigue-corrosion characteristic of AISI 316L by shot peening

Rugosidad superficial, dureza y características de fatiga-corrosión de AISI 316L por granallado

La superficie de AISI 316L fue tratada mediante shot peening a diferentes duraciones de disparo. Las variables del shot peening en este trabajo son duraciones de disparo de 0, 4, 10 y 20 minutos, con presión del compresor a 8 kgf/mm², bolas de acero de 0,6 mm de diámetro y diámetro de la boquilla de la pistola de 5 mm. El objetivo de esta investigación es investigar la duración del efecto del shot peening sobre la rugosidad superficial, la dureza y las características de fatiga-corrosión de AISI 316L en solución de NaCl al 0,9 %. Los resultados muestran que la duración del shot peening puede afectar a la mejora de la rugosidad superficial, dureza, humectabilidad y vida de fatiga-corrosión de AISI 316L.

INTRODUCCIÓN

La selección y el diseño de los materiales son muy importantes para la mejora de los implantes ortopédicos. El acero inoxidable austenítico no puede tratarse térmicamente, y las propiedades mecánicas sólo pueden mejorarse mediante el trabajo en frío [1, 2].

Cuando un cirujano coloca un implante, debe centrarse en las fatigas del implante para curar la fractura. La fisura inicial y la fractura prematura se producen por la presencia de inclusiones. Las picaduras superficiales se producen como resultado de la iniciación de grietas de fatiga para el 316L en los medios corrosivos [3 - 5].

Las regiones nanocristalinas formadas por los métodos de impacto de partículas y granallado por chorro de aire tienen una dureza muy alta sin recristalización.

El shot peening podría causar deformación plástica en las superficies y transformar la austenita en martensítica. Esta técnica podría mejorar un efecto significativo creando una deformación plástica en la superficie de la probeta [6 - 8]. La dureza de la superficie se desarrolló por granallado debido a la tensión residual que se generó en la capa superficial durante el proceso de granallado. El shot peening en acero inoxidable austenítico generó la distribución del límite de grano con el cambio de tamaño de grano [9 - 11]. Los efectos del shot peening sobre la rugosidad superficial se atribuyen al aumento del tamaño de partícula que puede disminuir la rugosidad superficial y a una función del tamaño de partícula del abrasivo. El aumento de la intensidad puede elevar la rugosidad superficial para una cobertura dada. El número más enorme de aumento de dureza en la superficie de 316L [12, 13]. Los daños por fatiga pueden calcularse observando los cambios en la forma de la superficie y las propiedades de tracción del material. El inicio de las microfisuras comienza en las intrusiones causadas por el aumento de la microplasticidad en los granos superficiales.  La martensita se forma para actuar contra el crecimiento de microfisuras [14, 15]. Las menores tasas de crecimiento de grietas por fatiga pueden estimarse por la presencia de tensiones residuales de compresión.