Fatiga isotérmica de aceros para herramientas de trabajo en caliente

Abstract

El trabajo reportado en este artículo forma parte de un proyecto de investigación en el cual se tratan de desarrollar aceros de herramientas para conformado en caliente con prestaciones optimizadas. Para ello se comenzó por caracterizar el comportamiento mecánico de diversos aceros comerciales de gran utilización para tener una referencia clara. En este contexto, el artículo presenta los resultados relativos a la resistencia a fatiga de dos aceros martensíticos evaluada a 450 ºC, por ser ésta una probable temperatura de trabajo de los mismos. Se trata de aceros desarrollados para operaciones de conformado a alta temperatura, tales como moldes para la inyección de aleaciones ligeras, correspondiendo a los grados DIN W.Nr. 1.2344 (también conocido como AISI H13) y 1.2367, aleados con entorno a 5% de Cr y diferentes porcentajes de Mo y V. Para el primero de ellos se consideraron dos condiciones de tratamiento térmico, una que condujo a unas durezas de 52 HRc y otra que dejó al acero a un nivel inferior de dureza (44 HRc). Se efectuó en primer lugar una caracterización microestructural, así como ensayos de tracción a la temperatura seleccionada de 450 ºC. Los ensayos de fatiga se realizaron en control de carga, con una relación de esfuerzos de R = 0.1 y en atmósfera inerte para eliminar los efectos de la oxidación superficial. El criterio de vida infinita se fijó en 2x105 ciclos, por ser éste número acorde con el número de ciclos de inyección que puede llegar a alcanzar un molde de inyección de aluminio. Un completo estudio fractográfico permitió localizar los lugares de iniciación de las roturas por fatiga. Mientras en algunos casos la nucleación se produjo a partir de carburos más o menos próximos a la superficie, en otros casos se observó que el origen del proceso de fractura estaba en inclusiones no metálicas.