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Microhardness Profile and Residual Stresses Evaluation in a Shot Peened SAE 5160H Steel

    1. [1] Universidad EAFIT

      Universidad EAFIT

      Colombia

    2. [2] Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

      Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

      Colombia

    3. [3] Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

      Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

      México

    4. [4] Industrias Metálicas Asociadas S.A
    5. [5] CONFIPETROL
    6. [6] UNIMINEX
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  • Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 23, Nº. 1, 2024 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 103-114
  • Idioma: inglés
  • Títulos paralelos:
    • Evaluación del Perfil de Microdureza y Tensiones Residuales en un Acero Granallado SAE 5160H
  • Enlaces
  • Resumen
    • español

      El granallado es una técnica de procesamiento de superficies en frío que en metales se usa para aumentar la vida bajo esfuerzos cíclicos. En este caso, el granallado se aplicó a muestras de acero SAE5160H (usado en resortes de ballesta) templado en aceite y revenido a 460 °C. En este estudio, se midieron esfuerzos residuales por medio de difracción de rayos X (DRX) y la dureza en la superficie perpendicular al tratamiento usando una combinación de pulido para metalografía y microdureza Vickers. Para el material procesado con granallado, las mediciones superficiales de DRX arrojaron una media de 365.8 MPa en compresión y una microdureza máxima de 525 ± 92.7 HVN. Por otro lado, para el material no procesado, se obtuvo una tensión residual positiva promedio de 54.2 MPa y 433 ± 39,5 HVN. Adicionalmente, ensayos de potencial electroquímico arrojaron que el granallado aumenta el potencial de corrosión, lo que hace este proceso indeseable si el componente granallado está expuesto a ambientes agresivos. La combinación de técnicas experimentales usadas permite estimar el cambio de dureza en la superficie perpendicular al granallado en mediciones discretas tan juntas como 10µm, pero con una preparación de probeta más simple que la requerida por otras técnicas como DRX o las galgas extensiométricas. Dicha combinación se puede ser alternativa para la estimación de esfuerzos residuales a través de la profundidad.

    • English

      Shot peening (SP) is a surface cold hardening process used on metals to enhance life under cyclic stress. In this case, SP was applied to SAE5160H samples of steel quenched tempered in oil at 460 °C used for leaf springs. This study shows the residual surface stresses measured through X-ray diffraction (XRD) and the microhardness variation through the perpendicular-to-the-peened surface using a combination of metallographic preparation and Vickers microhardness (HVN). This combination of techniques makes possible measuring the SP effect in perpendicular-to-the-treated surface. A residual stress of -365.8 ± 78 MPa measured by XRD and a maximum microhardness of 525± at 92.7 HVN on the surface were obtained for the SP material. Alternatively, an average of 54.2 ± 54.3 MPa residual stress measured by XRD and 433 ± 39.5 HVN were obtained for the As-it-is samples. In addition, corrosion electrochemical potential tests showed that SP increases the corrosion potential, which makes this process undesirable if the SP component is exposed to aggressive environments. Moreover, the As-it-is samples presented not statistically significant HVN difference in the measured points. The combination of experimental techniques allows estimating hardness change in perpendicular-to-the treated surface separated by as little as 10 µm but with a simpler specimen preparation than other techniques such as XRD or strain gauges. Such a combination can be an alternative for estimating residual stresses through depth.

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