Desarrollo de una metodología para ensayos de fatiga térmica

Quiñones Salinas, Miguel Ángel (2007) Desarrollo de una metodología para ensayos de fatiga térmica. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

La fatiga térmica representa una de las principales formas de falla en componentes industriales. La vida útil de dichos componentes puede ser inferida bajo condiciones reales de operación, es decir en la línea de producción. Sin embargo, estas prácticas resultan altamente costosas, complejas y prolongadas, además de no garantizar la obtención de resultados satisfactorios tras su ejecución. Por lo tanto, es muy deseable poder simular el comportamiento a la fatiga térmica de estos materiales a nivel laboratorio, bajo condiciones altamente controladas y monitoreadas y cuyos resultados provean una idea clara de su comportamiento y sean escalables al comportamiento observado en la línea de producción. Debido a la creciente necesidad de realizar estudios científicos y desarrollar métodos de investigación enfocados a evaluar el mecanismo de falla por fatiga térmica, en el presente proyecto de investigación se desarrolló una metodología a nivel laboratorio capaz de reproducir la fatiga térmica bajo condiciones experimentales controladas y sistemáticamente monitoreadas en aceros grado herramienta. Se inició con el planteamiento de las variables involucradas en los procesos que presentan el mecanismo de falla por fatiga térmica. De esta forma se realizaron pruebas de factibilidad mediante el diseño y construcción de un banco de pruebas prototipo, el cual arrojó información útil y una perspectiva del comportamiento que tendrían los componentes para una adecuada selección en el diseño conceptual del banco de pruebas. Posteriormente en base a esto se propuso un diseño preliminar y se realizó una evaluación detallada, se ajustaron las variables así como las condiciones de interés para llevar a cabo la construcción de la máquina de ensayos en su versión final. Finalmente se realizaron una serie de pruebas con el objetivo de validar el banco de pruebas bajo diversas condiciones experimentales, sometiendo diferentes especímenes a ciclos térmicos continuos, calentando por medio de inducción y enfriando mediante aspersión de agua. Posterior a los experimentos de validación se procedió a realizar el análisis macro y microestructural de las probetas ensayadas en el banco de pruebas. Finalmente, se concluyó que la metodología experimental desarrollada es adecuada y útil para el estudio de la fatiga térmica en metales y representa un importante paso hacia un mejor entendimiento de este tipo de falla.

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