FATIGA EN ENTALLAS PEQUEÑAS C. Vallellano, M. Mariscal, A. Navarro y J. Domínguez Dpto. de Ingeniería Mecánica y de los Materiales E.T.S.I.I. de Sevilla, Camino de los Descubrimientos s/n, 41092, SEVILLA Resumen. El presente trabajo muestra la aplicación al caso de pequeños concentradores de tensión de un modelo micromecánico que es capaz de describir el crecimiento de una microgrieta a través de la zona afectada por el fuerte gradiente de tensiones que se genera en las proximidades de los concentradores de tensión típicos. El modelo recoge la interacción de la grieta con las barreras microestructurales, tales como los bordes de grano del material. Está basado en la teoría de distribución de dislocaciones. El término de “entallas pequeñas” que aparece en el título hace referencia a concentradores de tensión cuya dimensión característica es del mismo orden de magnitud que la microestructura del material. Ejemplos típicos de éstos son defectos propios del material, tales como porosidades o inclusiones, o marcas superficiales aisladas y arañazos o puntos de corrosión. Se hace una comparación entre los límites de fatiga predichos por el modelo y los obtenidos experimentalmente por el grupo del profesor Y. Murakami con dos aceros, un aluminio y un latón. Abstract. The present work shows the application to small notches of a recently developed microstructural model which describes the growth of a short crack across the steep stress gradient generated at the root of a notch and which takes into account the interaction between short cracks and material barriers such as grain boundaries. The model is based in the theory of distributed dislocations. The term “small notches” refers here to stress raisers the size of which is of the same order as the characteristic microstructural unit of the material. Typical examples are superficial scratches, corrosion pits, inclusions or pores. Comparisons between predicted fatigue limits and experimental results obtained by Murakami and co-workers on two steels, an aluminium alloy and a brass are reported. 1. INTRODUCCION La formación de grietas por fatiga ocurre casi invariablemente en la raíz de concentradores de tensión o entallas, los cuales son en general inevitables en elementos de máquinas. Dado su claro interés práctico, el estudio de la reducción de resistencia a fatiga de componentes entallados ha recibido una gran atención y esfuerzo investigador durante las últimas décadas. El presente trabajo se centra en el estudio del comportamiento a fatiga de componentes que contienen “entallas pequeñas”. Se entiende por entallas pequeñas aquellas cuya dimensión característica es del mismo orden de magnitud que la microestructura del material. Ejemplos típicos de éstas son defectos propios del material, tales como porosidades o inclusiones, o marcas superficiales aisladas y arañazos originados por el propio proceso de fabricación o el transporte del componente. Estos tipos de defecto aparecen con bastante frecuencia en los componentes de uso común en ingeniería, por lo que el conocimiento de su influencia sobre el límite de fatiga convencional tiene de por sí un gran interés. Pero además se piensa que su estudio teórico es un paso necesario para la correcta representación del efecto de acabado superficial sobre el límite de fatiga. Este es, por supuesto, un problema mucho más complicado, puesto que depende también de las tensiones residuales generadas en la superficie. Desde el punto de vista experimental, diversos estudios ponen de manifiesto la existencia de un tamaño crítico por debajo del cual la presencia de un defecto no afecta apreciablemente la resistencia a fatiga del material [1- 4]. Este tamaño crítico depende inversamente de la resistencia del material. En el caso de aceros, por ejemplo, el tamaño de los defectos que no producen ningún efecto perjudicial es tanto más pequeño cuanto mayor es la resistencia a tracción. Murakami y Endo [1] han estudiado la reducción en la resistencia a fatiga inducida por pequeños taladros circulares con diámetros variando entre 40 y 200 µm, en aceros de bajo y medio contenido en carbono, 0.13%C (S10C) y 0.46%C (S45C) respectivamente. El tamaño medio de los granos de ferrita era de 34 µm y 19 µm, y la distancia media entre las bandas de perlita de 125 µm y 34 µm, en cada uno de ellos. La longitud máxima de grietas no- propagantes, en el límite de fatiga, para los especímenes “libres de defectos” era de 100 µm (S10C) y 50 µm (S45C), dicha longitud es comparable con el tamaño medio entre bandas de perlita. Se observó que la resistencia a fatiga de los especímenes con defectos aumentaba al disminuir el tamaño del agujero, hasta hacerse aproximadamente constante para defectos inferiores a 70 µm y 35 µm de diámetro en cada uno de los materiales. En ambos casos, el tamaño del defecto