Estudio de fatiga a bajos ciclos de la aleación Ti-6Al-4V obtenida por fusión de haz de electrones y su extensión a altos ciclos

Resumen

La fabricación aditiva de fusión de haz de electrones o EMB, es una técnica usada para fabricar piezas fundiendo polvo metálico capa por capa con un haz de electrones en condiciones de alto vacío, generando así una impresión en 3D que permite obtener configuraciones complejas muy difíciles de obtener con métodos convencionales de fabricación. En esta investigación se estudia la caracterización a la fatiga a bajos ciclos para muestras de aleación Ti-6Al-4V obtenida por EBM y su extensión a la fatiga de altos ciclos. Se utilizan probetas cilíndricas mecanizadas bajo la norma ASTM E8, luego estas fueron sometidas a ensayos de tracción, en una maquina universal MTS Bionix®. Los resultados permitieron establecer las condiciones estáticas: esfuerzo de fluencia de 1023 MPa, y un esfuerzo máximo de 1143 MPa, a su vez una deformación unitaria máxima del 13%. Los ensayos de fatiga fueron realizados a aproximadamente una relación de inversión de carga R=-1 bajo desplazamiento controlado. El rango de ciclos a la ruptura se llevó hasta 13335 ciclos. Estos resultados se graficaron bajo la curva deformación unitaria vs número de ciclos a la falla (Ɛ -N_f) usando dos versiones de la regla de Coffin-Manson. Estas dos reglas son reglas para aleaciones de Ti y Al y una de estas es exclusiva para aleaciones Ti-6Al-4V impresas por manufactura aditiva. Finalmente, datos de fatiga a altos ciclos, para la misma aleación y fabricada bajo el mismo proceso, se juntan con datos de esta investigación para ajustarlos a una regla tipo modelo de Manson-Coffin-Basquin, la cual arrojó como resultado ε_t= 0.0364N ^-0.148.