Góngora, Pablo C. (2015) Caracterización de propiedades mecánicas de materiales utilizando probetas de dimensiones reducidas. / Caracterization of materials mechanical properties using reduced dimension samples. Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
El Small Punch Test (SPT) es un ensayo que se utiliza para evaluar el comportamiento mecánico de materiales utilizando probetas tipo placa, de dimensiones muy reducidas. En la industria nuclear, el tamaño reducido de probetas es de particular importancia cuando se trabaja con material irradiado. El SPT tiene potenciales usos en los programas de vigilancia y de extensión de vida de centrales nucleares, donde se requiere evaluar la degradación de las propiedades mecánicas de sus componentes en servicio. Se observó que a partir de los resultados del SPT no se pueden obtener directamente las propiedades tradicionales o de fractura. Por eso es necesaria un interpretación mas profunda de dichos resultados. En el presente trabajo, se analiza de forma crítica la aplicabilidad del SPT para evaluar el comportamiento mecánico de materiales, como así también su utilidad para la caracterización del comportamiento a la fractura, mediante ensayos experimentales y simulaciones por elementos finitos. Como material de referencia se utiliza el acero ADN 420. Se aplican las diversas propuestas de la literatura para correlacionar los parámetros resultantes de los ensayos SPT con las propiedades obtenidas del ensayo de tracción uniaxial: tensión de fluencia, resistencia mecánica y módulo de elasticidad. A partir del estudio realizado de la correlación entre la tensión de fluencia y la carga característica P_y, se observó que el coeciente que los relaciona depende del material. En cuanto a la aplicabilidad del ensayo SPT en la caracterización del comportamiento a la fractura de materiales, se elige trabajar con geometrías de probetas con entallas anulares no pasantes. Se encontró que el modo de fractura actuante para el tipo de probetas elegidas es el modo II.
Resumen en inglés
The Small Punch Test (SPT) is a mechanical test used to evaluate mechanical properties, using small plate-shaped samples. In nuclear industry, the use of reduced size samples it of utmost importance when working with irradiated materials. The SPT has a potential uses in nuclear power plant surveillance and life extension programs where it is necessary to evaluate the degradation of the mechanical properties of in-service components. It has been observed that from the SPT results the traditional or fracture properties cannot be directly obtained. Then a deeper interpretation of results is necesary. In this work, the SPT applicability to evaluate the mechanical behavior of materials is critically analized, as well as its utility to characterize the fracture behavior through experimental tests and nite element simulations. The reference material used is ADN 420 steel. Dierent proposals from the literature were applied in order to correlate the SPT results with the properties obtained from the tensile test: yield strength, mechanical strength and elastic modulus. From the study of the correlation between the yield strength and the SPT characteristic load P_y, it has been concluded that the coefficient which correlates both parameters depends on the material. Regarding the applicability of SPT to characterize materials fracture behavior, samples with annular non-through notches were selected. It was found that the acting fracture mode for these samples is mode II.
| Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Ingeniería) |
|---|---|
| Información Adicional: | Área temática: Física de metales. |
| Palabras Clave: | Mechanical tests; Ensayos mecánicos; Mechanical properties; Propiedades mecánicas; Fracture properties; Propiedades de fractura; [Small punch test; Finite elements simulations; Simulaciones elementos finitos] |
| Referencias: | [1] K. Kumar, K. Madhusoodanan, and B.B. Rupani. Miniature specimen technique as an ndt tool for estimation of service life of operating pressure equipment. BARC Newsletter, 285:92{102, 2006. [2] M.P. Manahan, A.S. Argon, and O.K. Harling. The development of a miniaturized disk bend test for determination of post irradiation mechanical properties. J Nucl Mater, 103 & 104:1545{1550, 1981. [3] F.H. Huang, M.L. Hamilton, and G.L. Wire. Bend testing for miniature disks. Nucl Technol, 57:234{242, 1982. [4] J.M. Baik, J. Kameda, and O. Buck. Small punch test evaluation of intergranular embrittlement of an alloy steel. Scripta Metall Mater, 17:1443{1447, 1983. [5] ASTM E 8M-03. Standard test methods for tension testing of metalic materilas. 2003. [6] X. Mao and H. Takahashi. Development of a further-miniaturized specimen of 3 mm diameter for tem disck (diam 3 mm) small punch tests. J Nucl Mat, 150:42{54, 1987. [7] M. Eskner and R. Sandstrom. 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| Materias: | Física > Física de materiales |
| Divisiones: | Gcia. de área de Investigación y aplicaciones no nucleares > Gcia. de Física > Ciencias de materiales > Física de metales |
| Código ID: | 498 |
| Depositado Por: | Marisa G. Velazco Aldao |
| Depositado En: | 15 Oct 2015 11:04 |
| Última Modificación: | 20 Oct 2015 13:45 |
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