Determinación de las propiedades de tracción y fractura de materiales metálicos mediante ensayos Small Punch

Résumé

El ensayo Small Punch, desarrollado a comienzos de la década de los 80 del siglo pasado, consiste en someter a una probeta plana de pequeñas dimensiones a un punzonado hasta su rotura. Debido a las pequeñas dimensiones de la muestra empleada, puede ser considerado como una alternativa a los ensayos de caracterización convencional en aquellos casos en los que no exista disponibilidad de material para mecanizar probetas del tamaño requerido por los estándares clásicos. En esta Tesis se aborda el estudio del ensayo Small Punch desde la óptica de su posible empleo como herramienta para la caracterización de materiales en las evaluaciones de la integridad estructural de componentes. Para ello, se realiza una profunda revisión de las metodologías disponibles en la literatura especializada en relación a la estimación de las propiedades de tracción y fractura mediante ensayos de tipo Small Punch. Tras analizar las limitaciones que presentan las aproximaciones existentes, se proponen nuevos procedimientos para la determinación de las propiedades mencionadas. En el caso concreto de la tenacidad a fractura, se desarrolla una novedosa metodología basada en el empleo conjunto de probetas Small Punch modificadas mediante una entalla lateral y el concepto de CTOD (Critical Tip Opening Displacement). Para ilustrar el buen comportamiento de los procedimientos propuestos, son planteados varios ejemplos entre los que destaca la realización de una evaluación de la integridad de un componente fisurado, donde el material del mismo es caracterizado mediante ensayos Small Punch, empleando las metodologías desarrolladas en esta Tesis.