Uso de pulsos láser ultracortos como estándar para ensayos de resistencia a fractura

El empleo de la mecánica de fractura para explicar el comportamiento a fractura de carburos cementados es válido, en tanto en cuanto se estudien fisuras agudas, libres de tensiones residuales y sometidas a un estado de tensión bien definido. Sin embargo, el mecanizado de una fisura muy aguda en la superficie de los metales duros para realizar tests de resistencia a la fractura ha sido siempre un problema crítico. En este artículo, se propone, implementa y analiza la introducción de microfisuras en superficie a lo largo del espesor de las probetas (SEμVNB) mediante ablación láser con pulsos ultracortos (UPLA) como alternativa para la realización de ensayos de flexión para la evaluación adecuada de la resistencia a la fractura de carburos cementados. Los parámetros de UPLA utilizados para realizar las microfisuras se optimizan en términos de daño inducido en la región situada más allá de la punta de la fisura. Con fines comparativos, la resistencia a la fractura se determina también mediante ensayos de flexión de probetas previamente fisuradas (SENB-Cracked), así como probetas con fisuras con puntas en V obtenidas mediante pulido con polvo de diamante y una cuchilla de afeitar, y utilizando el método de indentación Palmqvist. La similitud de los valores obtenidos para las diferentes técnicas mencionadas permite concluir que los ensayos de flexión de probetas SEμVNB constituyen una técnica válida para la determinación fiable de la resistencia a la fractura de metales duros. El tiempo extremadamente corto de interacción láser-materia produce un nivel limitado y controlado de daño termomecánico más allá de la punta de la fisura, atribuible a la propagación de ondas de choque durante la ablación, lo que se traduce en una preparación eficiente de probetas SEμVNB para este tipo de ensayos.

Más información en el artículo:  

Ortiz-Membrado, L., Liu, C., Prada-Rodrigo, J., Jiménez-Piqué, E., Lin, L. L., Moreno, P., Wang, M. S., & Llanes, L. (2022). Assessment of fracture toughness of cemented carbides by using a shallow notch produced by ultrashort pulsed laser ablation, and a comparative study with tests employing precracked specimens. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 108, 105949. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2022.105949

 

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