DESEMPEÑO FUNCIONAL DE ACOPLES DE ACERO CON MEMORIA DE FORMA FABRICADOS POR DIFERENTES MÉTODOS

ESQUIVEL, ISIDRO; DRUKER, ANA VELIA

Mar del Plata

Congreso; 20º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2022; 2022

Las aleaciones de tipo Fe-Mn-Si son aceros con Memoria de Forma (MF) y un costo deproducción relativamente bajo, por lo que han despertado gran interés desde hace 40 años [1]. Enestos materiales, el efecto de recuperación de forma (EMF) se observa cuando la transformaciónde fase martensítica γ (FCC) ↔ ε (HCP), reversible, es inducida por una tensión actuante y laposterior reversión es activada térmicamente calentando por encima de una temperatura As [2].Usualmente, estas aleaciones pueden recuperar casi por completo deformaciones del orden de4%. Esta característica las hace especialmente aptas para aplicaciones donde el EMF se utilizapara realizar acciones mecánicas, por ejemplo, el desarrollo de cierta tensión de montaje o ajusteentre piezas [3]. Este es el caso de los acoples con memoria de forma, utilizados para la unión deejes y tuberías. La capacidad de recuperación de forma, y, consecuentemente, la capacidad dedesarrollar una tensión de montaje depende de una multiplicidad de factores, principalmente, dela composición química de la aleación y de la microestructura de defectos sobre la cual sedesarrolla la transformación martensítica. Se han investigado diversas estrategias para optimizarel EMF de estas aleaciones. En nuestro grupo de trabajo hemos enfocado esfuerzos en el diseñode la composición química y el procesamiento termomecánico. Con respecto a las aplicacionesindustriales, desarrollamos diferentes métodos para la fabricación de acoples con MF (Figura 1):los primeros fueron fabricados mediante el rolado de chapa (previamente laminada) y soldadurade cierre (LR), de una aleación Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni (denominada 15Mn) [4], másrecientemente diseñamos y probamos un método innovador de fabricación de acoples sin costuramediante una operación en caliente que combina punzonado y extrusión (PE) de bloquescilíndricos de aleación Fe-17Mn-6Si-10Cr-5Ni (denominada 17Mn) [5]. En este trabajo seaborda el comportamiento de los acoples en condiciones de servicio. Para ello, medimos delGrado de Recuperación de Forma diametral (GRFd) y del torque máximo que resiste la uniónantes de ceder (Tabla 1). Este último parámetro es especialmente útil para dimensionar unionesen aplicaciones mecánicas concretas, sean de unión estructural o bien de transmisión demovimiento. Los acoples de aleación 17Mn fabricados por el método de punzonado-extrusión encaliente exhibieron una resistencia en la unión un 25% superior a las muestras testigo obtenidasdirectamente de mecanizar lingotes fundidos, y un 50% superior a los fabricados con chapa dealeación 15Mn rolada y soldada. La superioridad se debe por un lado a característicasmicroestructurales favorables al EMF, y por otro lado, a las adecuadas condiciones geométricas ydimensionales del producto terminado. Adicionalmente, destacamos las ventajas tecnológicas yoperativas de la unión mecánica mediante acoples con MF en comparación a los sistemastradicionales, como es el caso de la unión por contracción térmica