Estudio mediante técnicas de aproximación local de la fractura de aceros inoxidables austenoferríticos envejecidos

Résumé

El estudio efectuado aborda el análisis del efecto del envejecimiento de los aceros austeno-ferríticos cuando su temperatura de trabajo esté comprendida entre 280 y 400ºC. Este fenómeno produce una fragilización de la fase ferrítica que se traduce en una pérdida de capacidad resistente el material, tanto en el comportamiento elasto-plástico como en rotura. En el estudio efectuado se han aplicado ampliamente las técncias de aproximación local de la fractura dúctil, en particular el modelo constitutivo de Gurson-Tvergaard. Se presenta el desarrollo de una metodología de simulación numérica que permite obtener los parámetros necesarios para simular el comportamiento hasta rotura de estos aceros, en función del contenido en ferrita, entre el 12% y el 22%, de la triaxialidad de tensiones y del tiempo de envejecimiento. El desarrollo de la metodología de simulación numérica está apoyado en un amplio programa experimental con probetas de tracción en talladas axisimétricas envejecidas hasta 14800 horas a 400ºC. La aplicación de la metadología presentada al estudio de probetas fisuradas, para predecir su comportamiento en fractura, constituye una parte importante en el análisis en el que se han obtenido excelentes resultados. Para aportar sentido físico a los parámetros numéricos se ha efectuado un interesante estudio fractográfico que relaciona dichos parámetros con la cantidad de ferrita rota presente en las superficie de fractura. Después de un exhaustivo análisis de resultados experimentales y numéricos se ha elaborado un modelo de previsión que permite simular el comportamiento hasta rotura en las diferentes condiciones analizados que constituye una potente herramienta para el diseño de nuevos componentes o para el estudio de los ya existentes.