Influencia del daño acumulado por fatiga por microindentación instrumentada a carga constante y progresiva sobre el acero aisi 1020

Abstract

La evolución de los parámetros de indentación fue investigada sobre una lámina de 3mm de espesor de acero AISI 1020 usando microindentación instrumentada. Fue empleado un indentador Vickers y otro de geometría esférica, variando dos parámetros, carga máxima de indentación en siete niveles de carga: 1.000, 2.500, 5.000, 7.500, 10.000, 15.000 y 20.000mN con una descarga del 40% de la máxima, con velocidad de carga constante de 300.000mN/min, y el segundo parámetro que se varió fue la velocidad de aplicación de carga en seis niveles: 25.000, 50.000, 100.000, 200.000, 250.000 y 300.000 mN/min, aplicando de manera progresiva hasta un máximo de 20.000mN; todos los ensayos fueron realizados a 1000 ciclos. Se estudió a través de las curvas dureza y tasa de endurecimiento por deformación contra el número de ciclos la evolución de la dureza en el material producto de las indentaciones cíclicas, donde se registró a cargas mayores a los 10.000 mN un crecimiento en su dureza Vickers de hasta un 18,90% a 100 ciclos, efecto producido debido a la activación de los mecanismos de falla por fatiga indentación. Debido a éste análisis, fue posible la construcción de curvas de mejor ajuste para la evolución de la dureza, y permitir así el planteamiento matemático de un modelo que estime el valor de la dureza Vickers bajo condiciones similares a este estudio, teniendo como variables el número de ciclos (N) y la carga máxima de aplicación (Fm), con un promedio general de error del ±12% respecto a los valores obtenidos experimentalmente. También, se determinó que después de los 100 ciclos la evolución de los parámetros de indentación instrumentada como, la pendiente de la curva de descarga S [mN/nm], la profundidad máxima hm [nm], se mantiene constante. Se pudo observar que la velocidad de aplicación de carga progresiva no tuvo ningún efecto sobre los parámetros de indentación a las velocidades bajo las cuales se realizaron los ensayos.