Estudio del comportamiento a fatiga a bajo ciclo de las aleaciones de aluminio hipoeutécticas

Este trabajo de investigacion presenta la caracterizacion de las propiedades mecanicas estaticas y dinamicas, asi como del efecto Bauschinger de las aleaciones hipoeutecticas A319 T7, A356 T6 y A356+0.5Cu T6. Lo cual, permitio establecer, como aportacion cientifica, nuevas teorias sobre el comportamiento de los mecanismos de endurecimiento, en el campo plastico, como la mutua determinacion de los parametros microestructurales y de las propiedades mecanicas de dichas aleaciones y, a su vez, con los parametros del proceso de fundicion, y viceversa. Que, a su vez, por distincion analogica, permitio hacer predicciones e inferencias con mayor precision sobre el comportamiento a fatiga a bajo ciclo de componentes automotrices, como, por ejemplo, la cabeza de cilindros, siendo esta la aportacion tecnologica del estudio. De tal manera que, dichas aleaciones presentaron un modelo de endurecimiento cinematico a isotropico, es decir, presentaron un ablandamiento permanente, en el primer ciclo de histeresis, pasando por un endurecimiento ciclico estable, en tanto que cercano a la fractura por fatiga, presentaron un ablandamiento ciclico. A traves de la fractografia, se determino que los defectos inherentes al proceso de vaciado, como, por ejemplo, la porosidad cercana a la superficie y de mayor tamano, dominaron el fenomeno de nucleacion; se observo tambien estrias por fatiga, asi como particulas danadas, agrietadas y desprendidas. Por otra parte, el fenomeno de propagacion de la grieta, devino por la coalescencia de microgrietas, a traves de regiones con mayor densidad de defectos y particulas quebradizas, hasta crecer a grietas de tamano macroscopico y, por ultimo, presentando un modo de fractura ductil de coalescencia, es decir, la union e interaccion entre microporos, acelero la fractura. Lo cual, permitio demostrar que la naturaleza de las particulas de mayor presencia, en el primer ciclo de histeresis, determino el comportamiento del efecto Bauschinger de las aleaciones A319 T7, A356 T6 y A356+0.5Cu T6, disminuyendo dicho fenomeno a medida que aumento la deformacion plastica y, a su vez, ajustandose a un comportamiento tipo Masing. Abstract This research work presents the characterization of the static and dynamic mechanical properties, as well as the Bauschinger effect of the hypoeutectic alloys A319 T7, A356 T6 and A356+0.5Cu T6. This allowed establishing, as a scientific contribution, new theories about the behavior of the hardening mechanisms in the plastic field, such as the mutual determination of the microstructural parameters and the mechanical properties of said alloys and, in turn, with the parameters of the casting process, and vice versa. Which, in turn, by analogical distinction, allowed making predictions and inferences with greater precision about the fatigue behavior at low cycle of automotive components, such as, for example, the cylinder head, this being the technological contribution of the study. In such a way that, said alloys presented a kinematic to isotropic hardening model, that is, they presented a permanent softening, in the first hysteresis cycle, passing through a stable cyclic hardening, while close to fatigue fracture, they presented a cyclical softening. Through fractography, it was determined that the defects inherent to the casting process, such as, for example, porosity close to the surface and of greater size, dominated the nucleation phenomenon; fatigue striations were also observed, as well as damaged, cracked and detached particles. On the other hand, the crack propagation phenomenon was caused by the coalescence of microcracks, through regions with a higher density of defects and brittle particles, until they grew into macroscopic cracks and, finally, presenting a ductile fracture mode Coalescence, that is, the union and interaction between micropores, accelerated the fracture. This made it possible to demonstrate that the nature of the particles with the highest presence, in the first hysteresis cycle, determined the behavior of the Bauschinger effect of the alloys A319 T7, A356 T6 and A356+0.5Cu T6, decreasing this phenomenon as it increased plastic deformation and, in turn, adjusting to a Masing-type behavior.