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

David Sánchez-Ávila; Rafael Barea; Nuria Candela; Marta Álvarez-Leal; Fernando Carreño

doi:10.3989/revmetalm.110

Autores/as

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 https://orcid.org/0000-0001-6454-6510
Rafael Barea Dpto. de Ingeniería Industrial, Universidad Nebrija, Escuela Politécnica Superior y de Ingeniería https://orcid.org/0000-0002-6784-6110
Nuria Candela ESNE, Escuela Universitaria de Diseño, Innovación y Tecnología https://orcid.org/0000-0002-0568-753X
Marta Álvarez-Leal Dpto. de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM, CSIC) https://orcid.org/0000-0002-9531-1404
Fernando Carreño Dpto. de Metalurgia Física, Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM, CSIC) https://orcid.org/0000-0003-0754-2518

DOI:

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

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

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.

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