Publication:

Determinación experimental de la respuesta microestructural del acero Sae 1045 ante el fenómeno de corrosión fatiga

Resumen

Con el propósito de estudiar el efecto corrosivo del jugo de caña de azúcar sobre la resistencia a la fatiga del acero SAE 1045 y analizar la influencia de la dureza, la microestructura y la superficie de fractura en la resistencia y el límite de fatiga, para las condiciones de temple, temple y revenido a 300 y 600°C, se realizó este trabajo. Se usaron probetas estandarizadas de fatiga tratadas térmicamente para las tres condiciones de tratamiento térmico mencionadas en el párrafo anterior, se usó el ensayo de flexión rotativa para construir las gráficas S-N para las pruebas de fatiga realizadas en aire y jugo de caña de azúcar, se tomaron durezas, se realizaron metalografías y se inspeccionaron las superficies de fractura de las probetas ensayadas en aire y jugo de caña. Todo esto se realizó para encontrar algún tipo de relación entre la dureza, la microestructura y la superficie de fractura con el límite y la resistencia a la fatiga del material estudiado. Se encontró que el material revenido a 300°C presenta el mayor límite de fatiga. El acero templado y sin tratamiento de revenido muestra la condición más desfavorable para cargas cíclicas. Puede existir una relación aproximadamente lineal y directamente proporcional entre la dureza y el límite de fatiga del material para los rangos de temperatura de revenido entre 300 y 600°C. Se encontró que el crecimiento de las partículas de cementita representa una condición desfavorable para el límite de fatiga del material. En las superficies de fractura del acero templado, de las probetas ensayadas tanto en aire como en jugo, no se evidenció algún tipo de inicio y propagación de grietas por fatiga. Para la condición de revenido a 300°C, en los ensayos en aire, se observaron pocos sitios de iniciación de grietas por fatiga comparativamente con la condición de revenido a 600°C. Para ambos casos, se encontró que el jugo de caña de azúcar ocasionó un aumento en los sitios de iniciación de grietas por fatiga al inspeccionar las superficies de fractura de las probetas ensayadas en jugo. El acero templado presentó en su fractura final un mecanismo de fractura intergranular, el material revenido a 300°C presentó un mecanismo de fractura por clivaje con presencia en menor medida de microhoyuelos, y el material revenido a 600°C presentó un mecanismo de fractura por coalescencia de cavidades con presencia de hoyuelos y porosidades. La resistencia a la fatiga del acero SAE 1045 a 106 ciclos, para la condición de revenido a 600°C, se disminuye por efecto del jugo de caña en aproximadamente 10.3%. Para la condición de revenido a 300°C, la resistencia a la fatiga cae en aproximadamente un 30.3% y para el acero templado ésta se disminuye en aproximadamente un 2.7%. Sin embargo, para esta última condición de tratamiento térmico es muy difícil asegurar esto ya que la vida en aire es demasiado corta para la condición de temple. Aislar el efecto del jugo sobre la vida a fatiga del material templado se hace muy complicado, debido a que el jugo no tiene el suficiente tiempo para estar en contacto con las probetas, y así, estimar realmente cual es la verdadera disminución de la resistencia a la fatiga del acero con esta condición de tratamiento térmico