Uso de técnicas de indentación para la estimación de las propiedades a tracción en materiales metálicos

Abstract

La técnica de microindentación instrumentada despierta un gran interés debido a la posibilidad de estimar la curva de un ensayo de tracción de un material mediante un método sencillo y no destructivo. En el presente trabajo se analiza la aplicabilidad de distintos modelos de estimación, se pone a prueba la factibilidad de cada uno de ellos y finalmente se propone un método de estimación sistematizado mejorado. Para el estudio se utilizan cuatro aleaciones metálicas (acero SAE 1010, SAE 1045, SAE 4140 y Al 7075), que son, además, caracterizadas utilizando ensayos de tracción según norma ASTM E08. Se realizan estudios y análisis críticos de dichos métodos y se logra evidenciar limitaciones importantes asociadas a las diferentes etapas del proceso de estimación. Se logran además identificar las variables críticas de cada uno de ellos y se proponen soluciones a los inconvenientes encontrados en la práctica. Como aporte final del trabajo se logra implementar un nuevo modelo, combinación de los analizados y con propuestas de mejoras en algunas de las etapas de estimación. Se informan avances en la optimización de los análisis y cuantificaciones, y se detallan algunos aspectos que no resultan claros ni logran ser cuantificados con una certidumbre aceptable. Se proponen como aspectos importantes a estudiar, la cuantificación de los fenómenos de Pile-Up y Sink-In, y la influencia de tensiones residuales en todo el proceso de estimación. Se busca consolidar un método confiable, con una incerteza conocida y factible de aplicación con fines, tanto de investigación como industriales. El método propuesto en este trabajo muestra claros avances en este sentido. Los módulos elásticos estimados mediante la metodología propuesta, con las mejoras propuestas, resultan confiables, con un error dentro de los parámetros aceptables por ser este un método inverso. Finalmente se proponen algunos aspectos que deberían formar parte de las bases para futuros trabajos.