Cuando un material se ha sometido a deformación plástica en tensión de manera homogénea, se puede observar un incremento del punto de cedencia al recargar el material en la misma dirección y esto se conoce como endurecimiento por deformación. Sin embargo, si este mismo material se le invierte la dirección de la recarga, se podrá observar una reducción en el punto de cedencia, a este fenómeno se le denomina efecto Bauschinger [I.29]. Cuando se sobrepasa el límite elástico de la

curva esfuerzo deformación en una prueba a tensión el esfuerzo sigue creciendo debido al endurecimiento por deformación hasta llegar a un esfuerzo máximo, posteriormente decrece hasta la fractura debido a una constricción en la probeta. A finales del siglo XVIII ya se hacían las primeras investigaciones sobre el punto de cedencia y el esfuerzo último.

Chas [I.30] da cuenta de un sistema de experimentos realizados con el fin de determinar la resistencia que hay que superar para producir la rotura de una barra de acero por tensión longitudinal, menciona que el esfuerzo requerido para producir la fractura fue por la división de la carga en el espécimen, y que el momento de ruptura por la contracción del área de fractura medida después de la fractura (este esfuerzo es llamado fuerza verdadera de tensión).

Unwin y asociado [I.31] estudiaron el punto de cedencia del Hierro y acero, el efecto de repetidas

cargas y recosido, llegaron a la conclusión que el cambio producido más allá del punto de cedencia es completamente reversible por simple recocido tanto en el Hierro como en el acero y aparentemente después de cualquier número de repeticiones del proceso, revelan que en el punto de cedencia ocurren cambios que podrían ser en un principio debidos a procesos químicos, o moleculares, o alotrópicos.

Bauschinger [I.32] utilizando especímenes de metales Hierro forjado y acero Bessemer. Encontró

que la pre-deformación plástica incrementa el límite elástico en la misma dirección al pre- deformado. Esta elevación en el límite elástico se mantiene en el material como una nueva propiedad mecánica cuando se remueve la carga. La pre-deformación plástica decremento el limite elástico en dirección contraria al pre-deformado. Si la magnitud del pre-deformado se incrementa, el límite elástico puede reducirse a cero (Figura I.8). El endurecimiento por deformación es posible al tensionar un espécimen hasta sobre pasar el límite de cedencia.

Bairstow [I.33] estableció dos teoremas relacionados con el efecto Bauschinger. En inicio postuló

que, el límite elástico en la dirección de la carga inicial, puede aumentarse por una correspondiente disminución de la pendiente en el límite elástico en la dirección opuesta de carga. Posteriormente afirmó que existe un límite al que el esfuerzo de cedencia puede aumentar. Es posible eliminar el

efecto Bauschinger de componentes de latón, con un adecuado proceso de tratamiento térmico llamado recocido [I.34].

Figura I.8.- Efecto Bauschinger [1.32].

Por su parte Nadai [I.35] estudió el efecto Bauschinger en acero dulce aplicando una carga de torsión, dentro de la zona plástica y nuevamente aplicando carga de torsión en dirección opuesta. Posteriormente se realizó pruebas en componentes aplicando cargas a tensión. Los resultados fueron similares en ambas pruebas.

Canal [I.36] experimentó con tubos huecos sometidos a esfuerzos de torsión. Los materiales

ensayados fueron latón, Aluminio, Cobre, Magnesio y Níquel. Debido a la naturaleza del material empleado se mejoró la sensibilidad de la medición de los esfuerzos y deformaciones resultantes. Los resultados obtenidos mostraron que durante la inversión de la deformación el esfuerzo de cedencia inicial es más bajo que la deformación original, por lo tanto la curva esfuerzo- deformación, cambia en sentido del esfuerzo negativo o deformación positiva, y que la correspondencia esfuerzo-deformación unitaria, cambia su forma parabólica. También se logró

Nuevo punto de cedencia en compresión

(Efecto Bauschinger) Carga Nuevo punto de

cedencia en tensión Limite elástico en

condiciones iniciales

concluir que aquellos especímenes tratados térmicamente por encima de la temperatura de recristalización, todos los indicios del efecto Bauschinger desaparecen.

Zhang y colaboradores [I.37] examinaron el efecto de pre-deformado a tensión y sobre la resistencia

a la cedencia a compresión en Ti. 6Al. 2Cr. 2 Mo. 2Sn. Zr (Ti. 6. 22. 22). Las pruebas fueron de tensión y compresión para medir la retención de esfuerzos de cedencia a compresión después del relevado de esfuerzos. La retención de la resistencia a la cedencia a compresión, indica un proceso efectivo de relevado de esfuerzos. La reducción de un esfuerzo de cedencia a compresión depende de la magnitud de la deformación por pre-tensión. Todas las muestras pre-deformadas exhibieron muy bajos esfuerzos residuales.

Urriolagoitia y asociados [I.38] presentan un análisis numérico que evalúa el método de respuesta de grieta (Crack Compliance Method) utilizado en la medición experimental de esfuerzos, usando el software ANSYS. Se realiza en vigas con y sin historia previa, tres niveles de precarga se consideran: baja, media y alta que están relacionados con la tensión de fluencia del material simulado; también son consideradas propiedades del material como: isotropía y endurecimiento cinemático, el procedimiento consta en inducir un campo de tensiones residuales por flexión, posteriormente una ranura de corte es simulado y la relajación de la tensión producida es capturada, para determinar el campo de esfuerzos residuales originales.

Urriolagoitia y colaboradores [I.39] presentan un trabajo numérico experimental sobre la inducción de esfuerzos residuales en un espécimen SEN modificado bajo la norma ASMEE-399 para un acero inoxidable AISI 3l6 L. El objetivo este trabajo se centró en evaluar en campo de esfuerzos residuales después de la aplicación de una sobrecarga, los resultados experimentales fueron obtenidos por medio de Crack Compliance Method (CCM), y los resultados numéricos fueron adquiridos por el método de elementos finitos (ANSYS) tres tipos de especímenes fueron ensayados induciendo grietas cuya longitud fue de: 1mm, 5mm, y 10mm respectivamente un espécimen más sin grieta para establecer una evaluación de la inducción de grietas.

In document Análisis numérico experimental de aceros de alta resistencia derivados de conformación plástica sometidos a procesos de arranque de viruta. (página 35-39)