Una revisión sobre el mecanismo de bandas de corte adiabáticas en metales y aleaciones considerando características microestructurales, morfología y fractura
Autores: Karantza, Konstantina D.; Manolakos, Dimitrios E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Bandas de corte adiabáticas
Metales
Aleaciones
Características microestructurales
Mecanismos de evolución
Fractura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
El trabajo de revisión actual estudia el mecanismo de formación de bandas de corte adiabáticas (ASB) en metales y aleaciones, centrándose en sus características microestructurales, los mecanismos de evolución dominantes y la fractura final. Una ASB refleja una inestabilidad de deformación termomecánica desarrollada bajo altas tasas de deformación y deformación, que finalmente conduce a una fractura dinámica. Una ASB ocurre inicialmente bajo una severa localización de corte, seguida de un aumento significativo de temperatura debido a las condiciones adiabáticas de alta tasa de deformación. Ese aumento de temperatura activa mecanismos de ablandamiento térmico y degradación mecánica, reaccionando a la inestabilidad de deformación y facilitando la formación de micro-voids, que, a través de su coalescencia, resulta en una falla por agrietamiento. Este trabajo tiene como objetivo resumir y revisar las características críticas de la microestructura y morfología de una ASB, los mecanismos de evolución, la propensión de los materiales frente a una ASB y los mecanismos de fractura para resaltar su evolución etapa por etapa y atribuirles un comportamiento más consecutivo en lugar de uno incontrolable. De esta manera, este estudio se centra en subrayar algunos aspectos de la ASB que permanecen difusos, permitiendo una investigación adicional, como la investigación sobre la interacción entre el ablandamiento térmico y el daño en relación con su contribución a la evolución de la ASB, la conversión de energía de deformación en calor interno, que demostró ser dependiente del material en lugar de constante, y el efecto de sensibilidad a la tasa de deformación, que también concierne a si el aumento de temperatura refleja un precursor o un resultado de la ASB. A excepción de metales y aleaciones convencionales como aceros (bajo carbono, inoxidable, maraging, armox, aceros de ultra alta resistencia, etc.), aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio, superaleaciones de níquel, aleaciones de uranio, aleaciones de zirconio y cobre puro, también se evalúa la propensión a la ASB de materiales nanocristalinos y de grano ultrafino, compuestos metálicos laminados, vidrios metálicos a granel y aleaciones de alta entropía. Finalmente, se señala la necesidad de desarrollar un acoplamiento micro/macro durante el enfoque termomecánico al fenómeno de la ASB, destacando la interacción entre los mecanismos de ablandamiento microestructural y el comportamiento mecánico macroscópico durante la evolución y fractura de la ASB.
Descripción
El trabajo de revisión actual estudia el mecanismo de formación de bandas de corte adiabáticas (ASB) en metales y aleaciones, centrándose en sus características microestructurales, los mecanismos de evolución dominantes y la fractura final. Una ASB refleja una inestabilidad de deformación termomecánica desarrollada bajo altas tasas de deformación y deformación, que finalmente conduce a una fractura dinámica. Una ASB ocurre inicialmente bajo una severa localización de corte, seguida de un aumento significativo de temperatura debido a las condiciones adiabáticas de alta tasa de deformación. Ese aumento de temperatura activa mecanismos de ablandamiento térmico y degradación mecánica, reaccionando a la inestabilidad de deformación y facilitando la formación de micro-voids, que, a través de su coalescencia, resulta en una falla por agrietamiento. Este trabajo tiene como objetivo resumir y revisar las características críticas de la microestructura y morfología de una ASB, los mecanismos de evolución, la propensión de los materiales frente a una ASB y los mecanismos de fractura para resaltar su evolución etapa por etapa y atribuirles un comportamiento más consecutivo en lugar de uno incontrolable. De esta manera, este estudio se centra en subrayar algunos aspectos de la ASB que permanecen difusos, permitiendo una investigación adicional, como la investigación sobre la interacción entre el ablandamiento térmico y el daño en relación con su contribución a la evolución de la ASB, la conversión de energía de deformación en calor interno, que demostró ser dependiente del material en lugar de constante, y el efecto de sensibilidad a la tasa de deformación, que también concierne a si el aumento de temperatura refleja un precursor o un resultado de la ASB. A excepción de metales y aleaciones convencionales como aceros (bajo carbono, inoxidable, maraging, armox, aceros de ultra alta resistencia, etc.), aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio, superaleaciones de níquel, aleaciones de uranio, aleaciones de zirconio y cobre puro, también se evalúa la propensión a la ASB de materiales nanocristalinos y de grano ultrafino, compuestos metálicos laminados, vidrios metálicos a granel y aleaciones de alta entropía. Finalmente, se señala la necesidad de desarrollar un acoplamiento micro/macro durante el enfoque termomecánico al fenómeno de la ASB, destacando la interacción entre los mecanismos de ablandamiento microestructural y el comportamiento mecánico macroscópico durante la evolución y fractura de la ASB.