Ductilidad y tenacidad de un borde cortado por plasma en una chapa de acero S460M de 15 mm de espesor

Abstract

Los procesos de corte (y soldadura) son sin duda traumáticos para la microestructura de los materiales, de los que se deriva su comportamiento mecánico. Además esto afecta a la superficie, lo que agrava el problema, pues con frecuencia son las zonas que soportan unos mayores esfuerzos. En este trabajo se propone determinar si un corte por plasma mejora o no su comportamiento mecánico (fundamentalmente de cara a su comportamiento en fatiga bajo cargas alternadas). Se presentan los resultados de la caracterización de un borde cortado por plasma en condiciones industriales. La chapa es de acero S460M de 15 mm de espesor. Se discute la rugosidad superficial introducida en la superficie del borde de corte, la metalografía de la Zona Afectada por el Calor/Corte, el perfil de durezas que se introduce en el material, el comportamiento mecánico del material a diferentes distancias medidas desde la superficie del corte, que se obtiene realizando ensayos de tracción de miniprobetas instrumentadas con bandas. También se presentan las medidas de tensiones residuales, obtenidas mediante difracción de rayos X y se compara el conjunto de resultados.

In general, thermal cutting processes of steel plates are considered to have an influence on microstructures and residual stresses distribution, which determines the mechanical properties of cut edges. It also affects the quality of the surface of cut edges, which complicates even more the problem, because in most cases the surface is subjected to the larger stresses. This work deals with the question of whether a plasma arc cutting process has influence on the mechanical behavior of cut edges of steel plate (basically from its future fatigue behavior under alternating loading conditions). The paper presents the characterization results of straight plasma arc cut edges of steel plate grade S460M 15 mm thick, under standard industrial plasma arc cutting conditions. The surface roughness Rz5 of plasma arc cut edges is measured, the metallography of Cut-HAZ (Heat Affected Zone) of cut edges and hardness profiles versus distance from plasma cut edge surface are tested; the mechanical behavior of different CHAZ layers under the cut edge surface, obtained by testing of instrumented (with strain gauges) mini-tensile specimens. Also residual stresses distribution in CHAZ of cut edges is measured by X-ray diffraction and all results are compared.