Propagación de la transformación martensítica inducida por deformación en la velocidad de crecimiento de grietas por fatiga de aceros inoxidables austeníticos metaestables

Abstract

En este proyecto se ha realizado una introducción a los aceros inoxidables, su uso, aplicación y breve historia de su origen. A continuación se ha estudiado en detalle la transformación martensítica inducida por deformación en los aceros inoxidables austeníticos metaestables, por ser este tipo de inoxidables los analizados en el proyecto. Se ha realizado la caracterización microestructural de un redondo de acero inoxidable austenítico metaestable calidad AISI 301, así como una caracterización mecánica mediante ensayos de tracción, propagación de grietas por fatiga y microdureza. Se han comparado los resultados entre aceros inoxidables austeníticos estables y metaestables. Finalmente, se ha estudiado la influencia de la transformación martensítica inducida por tensión cíclica en el crecimiento de grietas por fatiga en aceros inoxidables austeníticos metaestables. Como conclusiones se deduce que a bajas tensiones cíclicas aplicadas, el crecimiento de grietas por fatiga en el acero inoxidable austenítico AISI 301 es sustancialmente retardado por la transformación martensítica γ⇒ε, γ⇒α’ inducida en la zona plástica de la punta de la grieta. El producto de la transformación genera una tensión residual compresiva en la punta de la grieta de fatiga que disminuye esencialmente la intensidad de tensiones efectiva y por lo tanto retarda el valor de crecimiento de grietas por fatiga. A valores de tensión cíclicos medios y elevados, el crecimiento de grietas por fatiga en los aceros inoxidables metaestables AISI 301 alcanza valores similares a los aceros inoxidables estables como el acero AISI 302. A medida que aumenta la zona transformada (con el incremento de la tensión cíclica aplicada), aumenta el endurecimiento por deformación y conlleva a que la fase martensítica acelere el crecimiento de grietas por fatiga, creando un efecto opuesto a la contribución de la tensión residual compresiva.