ESTUDIO DE LA FATIGA FUNCIONAL EN CINTAS SUPERELÁSTICAS USANDO CORRELACIÓN DIGITAL DE IMÁGENES Y TERMOGRAFÍA INFRARROJA

BUSTOS, IGNACIO; ALONSO, GASTÓN; BERTOLINO, GRACIELA; ALEJANDRO YAWNY

Mar del Plata

Congreso; SAM - Conamet; 2022

SAM

La superelasticidad constituye uno de los comportamientos distintivos de las aleaciones conmemoria de forma (AMF). Esta representa la capacidad de un material a deformarsereversiblemente bajo la aplicación de cargas mecánicas, hasta niveles de deformación cercanos al10 % [1]. Este efecto tiene lugar debido a la existencia de una transformación inducida portensiones entre una fase austenita y una fase martensita, pudiendo existir en ciertos casos fasesintermedias.Debido a su gran relevancia en aplicaciones médicas y en actuadores de distinto tipo, resultainteresante estudiar la evolución del comportamiento superelástico cuando estas aleaciones sonsujetas a cargas y deformaciones variables en el tiempo.El efecto superelástico se manifiesta mediante la aparición de un lazo de histéresis en la relacióntensión-deformación. Cada lazo presenta, en general, dos plateaus de tensión asociados a laocurrencia de las transformaciones de fase directa (de austenita a martensita, exotérmica) einversa (de martensita a austenita, endotérmica). En el caso de AMF de NiTi policristalino, latransformación en ambos sentidos ocurre de manera localizada, esto es, mediante el movimientode frentes, similares a las bandas de Lüders observadas en la deformación de los aceros confluencia discontinua. Los niveles de tensión asociados dependen de la temperatura a través de unarelación de tipo Clausius-Clapeyron de la termodinámica clásica.El cambio de las propiedades funcionales debido al ciclado se conoce como “fatiga funcional”,para distinguirlo de la “fatiga estructural”, asociada a la rotura. La fatiga funcional ha sidoampliamente estudiada y reportada en la literatura [2-4]. Se ha encontrado que a medida que elciclado progresa, las tensiones de transformación tienden a disminuir, al igual que la histéresismecánica, constatándose también un incremento en la deformación permanente acumulada.En el presente trabajo se utilizó la técnica de medición de deformaciones por correlación digitalde imágenes (DIC) en conjunto con termografía infrarroja (IRT) para caracterizar la fatigafuncional de cintas superelásticas comerciales de NiTi. La utilización integrada de estas dostécnicas de no contacto, permitió estudiar la evolución de la temperatura superficial y sucorrelación con el campo lagrangiano de desplazamientos. La definición de extensómetrosvirtuales DIC, por su parte, permitió caracterizar las deformaciones locales en tiempo real ycuantificar las inhomogeneidades introducidas como consecuencia del ciclado. Por otro lado, lautilización de IRT permitió caracterizar el movimiento de los frentes de transformación mediantela evaluación de las fuentes de calor asociadas al desplazamiento de los mismos.Estas pudieron obtenerse mediante la resolución de un problema inverso, que tiene a los camposde temperatura en distintos instantes de tiempo como parámetros de entrada.