Revista de Metalurgia, Vol 54, No 1 (2018)

Estudio de la evolución del espesor en ensayos de Small Punch Test


https://doi.org/10.3989/revmetalm.110

David Sánchez-Ávila
Dpto. de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM, CSIC) - Dpto. de Ingeniería Industrial, Universidad Nebrija, Escuela Politécnica Superior y de Ingeniería, España
orcid http://orcid.org/0000-0001-6454-6510

Rafael Barea
Dpto. de Ingeniería Industrial, Universidad Nebrija, Escuela Politécnica Superior y de Ingeniería, España
orcid http://orcid.org/0000-0002-6784-6110

Nuria Candela
ESNE, Escuela Universitaria de Diseño, Innovación y Tecnología, España
orcid http://orcid.org/0000-0002-0568-753X

Marta Álvarez-Leal
Dpto. de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM, CSIC), España
orcid http://orcid.org/0000-0002-9531-1404

Fernando Carreño
Dpto. de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM, CSIC), España
orcid http://orcid.org/0000-0003-0754-2518

Resumen


El ensayo de punzonado de probetas miniaturizadas (Small Punch Test, SPT) es un ensayo en creciente expansión empleado para la obtención de diversos datos mecánicos, por ejemplo, de resistencia, fractura, fluencia, etc… especialmente cuando se dispone de poco material. Sin embargo, el ensayo SPT es más complicado que el ensayo de tracción uniaxial dada su no linealidad dificultando la relación de los datos obtenidos con los de tracción. De hecho, en la literatura no hay un modelo evidente que relacione estos ensayos y se debe recurrir a una calibración para cada material. Una de las causas de la complicación del ensayo SPT es que la reducción del espesor de la probeta, según procede el ensayo, no es homogénea en su zona de deformación, a diferencia de tracción. En este trabajo se ha procedido a determinar la variación del espesor de la probeta de SPT en varios puntos, y especialmente en el centro y la zona de rotura, mediante el empleo de elementos finitos en COMSOL tomando como material base un acero 316L obtenido por fabricación aditiva mediante “Selective Laser Melting” (SLM). Para el adecuado modelado en COMSOL se han empleado además los parámetros mecánicos de dos tratamientos termomecánicos extremos del 316L, uno recocido a mínima dureza y otro endurecido por deformación hasta elevada resistencia. Los resultados obtenidos de variación del espesor de la probeta permiten avanzar en el modelado teórico del comportamiento del ensayo SPT para la obtención más precisa de los datos mecánicos equivalentes a ensayos de tracción.

Palabras clave


Acero 316L; Ensayo de punzonado de probetas miniaturizadas (SPT); Fabricación aditiva con haz láser (SLM); Modelo por elementos finitos (MEF); Variación de espesor de probeta durante ensayo

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