Influencia de la Concentración de Tensiones en el Límite de Fatiga de Fundiciones Nodulares Austemperizadas

MIRCO DANIEL CHAPETTI; D. RAMAJO; S. CIANCI; R. BOERI

Posadas

Congreso; SAM – CONAMET – AAS 2001; 2001

SAM

Se analizó la sensibilidad a la entalla de probetas cilíndricas de fundición nodular austemperizada (ADI) de grado 2 (ASTM 897M-90) ensayadas a fatiga en presencia de concentradores de tensiones teóricos kt iguales a 1.03, 1.55, 2 y 2.55. Se analizó la ocurrencia y naturaleza de fisuras a niveles de tensiones por debajo y cercanos al límite de fatiga, definido como el nivel de tensión para el cual la probeta experimenta una vida a la fatiga superior a los 107 ciclos de carga. Los resultados muestran que la existencia y naturaleza de fisuras microestructuralmente cortas (del orden de las dimensiones microestructurales características), iniciadas en los nódulos de grafito y arrestadas en bordes entre colonias de ausferrita, depende del factor de concentración de tensiones. La longitud y el número de las microfisuras arrestadas aumenta con el aumento de kt. Sin embargo, para kt igual a 2.5 la ocurrencia de microfisuras en comparativamente menor y la tendencia se invierte. El límite de fatiga decrece con el aumento de kt, alcanzando aparentemente un valor estable a kt mayores que 2, a partir del cual dicho límite estaría dado por el umbral mecánico ΔKth y la profundidad de la entalla D. Este comportamiento coincide con la transición generalmente observada en aceros, de un régimen controlado por un umbral microestructural (límite de fatiga, Δσe0) a otro controlado por un umbral mecánico (umbral de propagación para fisuras largas, ΔKth). En aceros, la longitud de las fisuras no propagantes observadas justo por debajo del límite de fatiga aumenta con el aumento de kt. En el ADI analizado, la tendencia no es clara. Por otro lado, la interacción entre los nódulos de grafito donde nuclean las microfisuras (de aproximadamente 50 μm de diámetro) involucra distancias mecánicamente comparables con los radios de las entallas de concentradores de tensiones agudos (≤0.5 mm). Esto hace necesario involucrar a los nódulos y sus interacciones en el cálculo de las distribuciones de tensiones aplicadas para la determinación de los umbrales de propagación.