Resumen

Se aplica el láser Shock Peening (LSP) a la superficie de la aleación Nimonic 263. Los cambios en la microestructura y la topografía de la superficie se observan y analizan mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), perfilómetro y medidor de microdureza. Se eligen varios regímenes de láser que provocan efectos de tratamientos mecánicos y termomecánicos de la superficie de la muestra. Se determinan los parámetros óptimos del proceso, que dan lugar a la microestructura más fina y a una superficie lisa y limpia. Se observan algunas fases deseadas y no deseadas que conducen a la formación de grietas.

INTRODUCCIÓN

La aplicación de rayos láser sobre la superficie de los materiales para transformar sus características o realizar micromecanizado se remonta a los inicios de la utilización del láser como dispositivo [1-3]. Los tratamientos con láser inducen cambios en la microestructura de los materiales con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas. Uno de los métodos prometedores para la mejora de las características superficiales es el láser shock peening (LSP) [4]. Como método, el LSP se introdujo sobre la base del método de shot-peening, utilizando un golpe mecánico repentino (pulso) para comprimir las capas superficiales, mejorando las propiedades mecánicas de la superficie y del material en general. La expansión rápida (explosiva) se consigue mediante la irradiación con pulsos intensos de un rayo láser que produce ondas de choque en la superficie. Las ondas de choque transitorias inducen cambios de microestructura en la superficie, y la microestructura del material está estrechamente asociada a la topografía de la superficie. Las tensiones residuales introducidas afectan a la resistencia a la fatiga [5], la microdureza [6] y el tamaño de grano [7].

En este trabajo, se aplica el procesado LSP del Nimonic 263. Variando los parámetros del láser, el material Nimonic 263 fue expuesto al haz con diferentes valores de duración de pulso, densidad de energía y fluencia. De este modo, se obtienen manchas con diferentes cambios en la microestructura. Se analizan y discuten la microestructura y la topografía superficial de las manchas.

La caracterización de la topografía superficial de piezas mecánicas con formas intrincadas representa un reto importante. Entre los muchos parámetros que caracterizan la topografía superficial, la rugosidad superficial media es uno de los más importantes, ya que controla la fricción, el desgaste, la retención de lubricante y la capacidad de carga, mejorando al mismo tiempo la resistencia a la fatiga, a la corrosión y a la fluencia [8,9]. En este trabajo, se calculan y discuten los parámetros que afectan directamente a la microestructura y a la formación inicial de grietas (rugosidad media, profundidad media máxima del valle del perfil, altura media máxima del pico del perfil y asimetría), ya que pre sentan lugares adecuados para las concentraciones de tensión.

• Materias:Aleaciones Análisis de superficie Microdureza Microestructura
• Subjects:Alloys Surface analysis Microhardness Microstructure
• Palabras claves:Nimonic 263; Granallado láser; Microestructura; Perfilometría
• Keywords:Nimonic 263; Laser shock peening; Microstructure; Profilometry