Relación entre la Fatiga y la Transición Dúctil-Frágil por Fractura en Juntas Soldadas de Acero S500
Autores: Sallaba, Finn; Rolof, Franziska; Ehlers, Sören; Walters, Carey Leroy; Braun, Moritz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Relación entre la Fatiga y la Transición Dúctil-Frágil por Fractura en Juntas Soldadas de Acero S500Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Formación
Propagación
Grietas
Movimientos de dislocación
Fatiga
Temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La formación y propagación de grietas ocurren a través de movimientos de dislocación irreversibles en muescas, defectos del material y límites de grano. Dado que este proceso está parcialmente controlado térmicamente, la resistencia a los movimientos de dislocación a bajas temperaturas aumenta. Esto ralentiza tanto la iniciación de la fatiga como la propagación de grietas por fatiga. A partir de datos experimentales recientes, se puede observar que el crecimiento de grietas por fatiga se acelera por debajo de la temperatura de transición de fatiga (FTT) que se correlaciona con la temperatura de transición dúctil-frágil (DBTT) encontrada en pruebas de mecánica de fractura bien conocidas, es decir, impacto Charpy, tenacidad a la fractura y CTOD. Por lo tanto, este estudio investiga la relación entre FTT y DBTT en el material base de acero de alta resistencia S500 y uniones soldadas a bajas temperaturas utilizando crecimiento de grietas por fatiga, pruebas de tenacidad a la fractura, así como microscopía electrónica de barrido. A partir de las pruebas, se determina una disminución casi constante en la tasa de propagación de grietas por fatiga con la disminución de la temperatura de prueba, incluso por debajo de la DBTT. A -100 grados C, la tasa de propagación de grietas por fatiga es aproximadamente la mitad de la tasa observada a temperatura ambiente tanto para el material base como para el metal de soldadura.
Descripción
La formación y propagación de grietas ocurren a través de movimientos de dislocación irreversibles en muescas, defectos del material y límites de grano. Dado que este proceso está parcialmente controlado térmicamente, la resistencia a los movimientos de dislocación a bajas temperaturas aumenta. Esto ralentiza tanto la iniciación de la fatiga como la propagación de grietas por fatiga. A partir de datos experimentales recientes, se puede observar que el crecimiento de grietas por fatiga se acelera por debajo de la temperatura de transición de fatiga (FTT) que se correlaciona con la temperatura de transición dúctil-frágil (DBTT) encontrada en pruebas de mecánica de fractura bien conocidas, es decir, impacto Charpy, tenacidad a la fractura y CTOD. Por lo tanto, este estudio investiga la relación entre FTT y DBTT en el material base de acero de alta resistencia S500 y uniones soldadas a bajas temperaturas utilizando crecimiento de grietas por fatiga, pruebas de tenacidad a la fractura, así como microscopía electrónica de barrido. A partir de las pruebas, se determina una disminución casi constante en la tasa de propagación de grietas por fatiga con la disminución de la temperatura de prueba, incluso por debajo de la DBTT. A -100 grados C, la tasa de propagación de grietas por fatiga es aproximadamente la mitad de la tasa observada a temperatura ambiente tanto para el material base como para el metal de soldadura.