Influencia del proceso de Shot peening en el comportamiento a fatiga de un acero inoxidable dúplex

Abstract

En este trabajo se ha desarrollado un modelo numérico por elementos finitos capaz de describir el efecto de un proceso de shot peening sobre dos tipos de acero inoxidable dúplex tipo AISI 2205. El comportamiento de los materiales objeto de estudiobajo cargas que simulan el proceso de shot peening, ha sido descrito mediante un modelo constitutivo isotrópico-cinemático no lineal, modelo que recoge tanto el efecto de las elevadas velocidades de deformaciónpuestas en juego como la acción de cargas repetidas consecuencia de los múltiples impactos. El modelo numérico ha sido validado,comparando los resultados obtenidos con los correspondientes a un proceso de shot peening standard, cuyos efectos sobre el material objeto de estudio (perfil de tensiones residuales y variación de la rugosidad superficial) han sido obtenidos experimentalmente. Tras su validación, el modelo fue utilizado para analizar el efecto individual de alguno de los factores implicados en el proceso: Diámetro de los proyectiles, velocidad de impacto, tipo de material y cobertura. Los resultados revelan que, para un mismo material, la velocidad de impacto y el diámetro de los proyectiles son los factores más influyentes en el perfil de tensiones residuales generado. Por último,se evaluó el efecto del shot-peening sobre el comportamiento a fatiga de los materiales a través de la determinación experimental de las curvas S-N antes y después del tratamiento. Los resultados obtenidos indican la gran influencia que la variación del acabado superficial producida por el bombardeo, ejerce sobre la respuesta a fatiga de los materiales, influencia que en el caso de los materiales objeto de estudio se ha modelizado empíricamente a través de la variación experimentada por la rugosidad del material antes y después del proceso de shot-peening.