Evaluación mediante nanoindentación instrumenta de la alteración del módulo de Young causada por la inducción de campos de tensiones residuales

Abstract

En este trabajo se evalúa la alteración del módulo de Young
debido a la inducción de campos de tensiones residuales (TR) mediante nanoindentación instrumentada en probetas de acero SAE
1045 de sección transversal cuadrada. Las probetas fueron sometidas a un destensionado para eliminar el historial previo causado
por los procesos de manufactura debido a que estos, se suman
a los esfuerzos superficiales y de volumen de los componentes
mecánicos durante su vida útil. Esta característica puede producir
fallos súbitos o aumentar su vida útil. Se inducen los campos de
TR mediante ensayos de flexión y se evalúan aplicando el Método de Respuesta de Grieta (Crack Compliance Method, CCM). La
evaluación del módulo de Young se realizó por nanoindentación
instrumentada con un nanoindentador tipo Berkovich utilizando
el método de Oliver-Pharr. Se extrajo un segmento diferencial de
la probeta con el mismo campo de tensiones residuales, y esto
fue también comprobado numéricamente empleando el programa
ANSYS®. Se analizaron 4 casos de estudio sobre las probetas: a)
Sin historial previo, b) Con TR inducidas, c) Con la aplicación del
efecto Bauschiger (EB) y d) Con TR inducidos más la aplicación
del EB. Se encontraron diferencias entre los valores del módulo de
Young y la dureza superficial para cada caso.