Determinación De Tensiones Residuales En Discos Sometidos A Grandes Gradientes Térmicos Durante El Servicio

Abstract

Existen componentes de máquinas térmicas que durante el servicio están sometidos a
gradientes térmicos de magnitud suficiente para provocar la aparición de tensiones residuales
importantes cuando son enfriados hasta la temperatura ambiente. Una situación similar se presenta a
menudo en piezas obtenidas a través de procesos de fabricación que involucran fusión o solidificación
localizada de material (soldadura, aportes por plasma, etc), donde las dilataciones o contracciones
diferenciales producen deformaciones plásticas en el material que se traducen en esquemas de
tensiones residuales de considerable magnitud.
En ciertos casos, si analizamos las piezas a temperatura ambiente podemos encontrar un patrón de
tensiones residuales de signo opuesto a las que se generarían por la acción de los gradientes térmicos
durante el funcionamiento, y que por lo tanto puede reducir las tensiones efectivas que se presentan
cuando la máquina se encuentra operando. La determinación de la magnitud de dichas tensiones
residuales es importante para conocer la aptitud de las piezas para el servicio al que serán sometidas,
sobre todo en elementos vitales para el funcionamiento de equipos, sujetos a cargas térmicas
importantes y esfuerzos mecánicos severos.
Los métodos utilizados habitualmente para determinar tensiones residuales (Difracción de Rayos
X, Ruido de Barkhausen, “Hole Drilling”) requieren de instrumental y técnicas experimentales que no
son habituales en la industria metalmecánica. En este trabajo se propone un método para determinar el
valor de dichas tensiones residuales en piezas axisimétricas, utilizando instrumental de metrología
dimensional de uso corriente en la industria de autopartes, en conjunto con software de cálculo
numérico.