Fatiga de materiales
Los cambios repetitivos en las condiciones de presión, temperatura, torques y fuerzas de un sistema mecánico, pueden inducir tensiones y deformaciones variables en el tiempo, las que luego de un cierto número de aplicaciones pueden resultar en la iniciación y propagación de fisuras, e incluso provocar la fractura de un componente. Este tipo de procesos de cambio estructural permanente, localizado y progresivo, se denomina fatiga.
La fatiga de materiales es uno de los mecanismos de daño en componentes nucleares, en la industria aeroespacial y automotriz, entre otras. Por esta razón es importante caracterizar el comportamiento de materiales estructurales ante cargas variables y estudiar los mecanismos involucrados en la propagación de fisuras.
En la División Física de Metales (CAB-CNEA) se investiga el fenómeno de fatiga aplicado a diversos materiales, como por ejemplo, aceros para recipientes de presión SA533 y SA508, acero inoxidable AISI 316L, aceros Nitronic, aleaciones de circonio Zry-4 y aluminio AA 6061 T6 de uso nuclear, materiales con memoria de forma base Ni-Ti usados en aplicaciones médicas y se ha comenzado a estudiar la fatiga en materiales fabricados por manufactura aditiva.
El grupo de trabajo cuenta con una infraestructura experimental adecuada para la realización de diversos experimentos. Se puede mencionar: dos máquinas servo-hidráulicas MTS con capacidad de carga de 100 kN (MTS 810 y MTS Landmark 370) en la que es posible efectuar ensayos a temperaturas hasta 540°C, y dos máquinas de ensayo electromecánicas Instron (Instron 1123 e Instron 5567) con una importante variedad de accesorios.
En los últimos años, la adquisición de un equipo para correlación de imágenes digitales (DIC) y de una cámara termográfica FLIR (A655sc) amplió la capacidad de análisis.
Se estudia en la actualidad la posibilidad de aplicar la termografía infrarroja (TIR) para la caracterización a la fatiga de materiales varios, procurando por un lado contribuir al entendimiento del fenómeno de fatiga mediante un estudio detallado de la evolución térmica durante ensayos de fatiga y por el otro evaluar la factibilidad de desarrollar herramientas basadas en TIR para detección in-situ de fisuras.
Técnicas empleadas:
- Microscopía óptica.
- Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM).
- Difracción de Rayos-X.
- Medición por Correlación Digital de Imágenes (DIC).
- Termografía Infrarroja (TIR).
Publicaciones en revistas y congresos:
- I. Bustos, G. Bertolino, A. Yawny. Efectos ambientales en el diseño a la fatiga de componentes nucleares. SAM-CONAMET 2018. ISBN 978-987-1323-62-3
Trabajos de tesis (grado y posgrado):
- Bustos, R. Ignacio- ‘Efectos ambientales en el diseño a la fatiga de componentes nucleares clase 1’. Tesis de Posgrado (Maestría en Ingeniería). Instituto Balseiro (2018).
