Notch effect under constant and variable amplitude fatigue on AlSi10Mg aluminum alloy obtained by additive manufacturing

• R. Fernandes ^[1] ; L.P. Borrego ^{[1] [2]} ; J.S. Jesús ^[1] ; J.A.M. Ferreira ^[1] ; R. Branco ^[1] ; J.D.M. Costa ^[1]
  1. [1] Universidade de Coimbra

     Universidade de Coimbra

     Coimbra (Sé Nova), Portugal

     
  2. [2] Instituto Politécnico de Coimbra

     Instituto Politécnico de Coimbra

     Coimbra (Sé Nova), Portugal

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 7, 2024, págs. 187-192
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    El proceso de Fabricación Aditiva, conocido como Fusión por Lecho de Polvo con Láser, permite la impresión en 3D de componentes en aleaciones de aluminio, como AlSi10Mg. Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en las industrias aeronáutica y automotriz, siendo fundamental comprender el comportamiento de fatiga en servicio. Como es bien sabido, las discontinuidades geométricas generan concentraciones de esfuerzos que impactan en la vida útil por fatiga de los componentes. En este sentido, este trabajo tiene como objetivo estudiar la fatiga de muestras entalladas y no entalladas de AlSi10Mg fabricadas por LPBF bajo amplitudes de carga constantes y variables. En este trabajo se estudia el comportamiento en fatiga de la aleación de aluminio AlSi10Mg fabricada por fusión por lecho de polvo con láser en condiciones de construcción y alivio de tensiones residuales, con diferentes geometrías de entalla. Las pruebas de fatiga se realizan a temperatura ambiente y en modo de control de carga. Los principales resultados mostraron que el tratamiento térmico aplicado para aliviar tensiones no tuvo influencia en la vida de fatiga, pero resultó en un alivio de tensiones residuales. La presencia de diferentes entallas disminuyó la vida de fatiga en comparación con las muestras sin entallas. Se aplicaron algunos modelos de predicción de fatiga basados en el daño acumulado, obteniendo una buena concordancia con los resultados experimentales.

  • English

    The Additive Manufacturing process, namely Laser Powder Bed Fusion, enables the 3D printing of components in Aluminum alloys, such as AlSi10Mg. The Aluminum alloys are widely used in aeronautical and automotive industries, whereby it is fundamental the understanding of in-service fatigue behavior. As well known the geometrical discontinuities generate stress concentrations that have impact in the fatigue life of components. In this sense, this work studies the fatigue of notched and unnotched samples of AlSi10Mg obtained by LPBF under constant and variable amplitude loadings. The fatigue behavior of the aluminum alloy AlSi10Mg manufactured by laser powder bed fusion for as-build and residual stress relief conditions with different notch geometries are studied in this work. The fatigue tests are carried out, at ambient temperature and in load control mode. The main results show that the heat treatment applied for stress relieved did not have an influence on the fatigue life, but it resulted in a relieved of residual stresses. The presence of different notches decreased the fatigue life when compared to the specimens without notches. Some fatigue life prediction models based on the accumulated damage were applied obtaining a good agreement with the experimental results.