Qué es Estrés residual

¿Qué significa estrés residual?

La tensión residual es una tensión inducida por el proceso, congelada en una pieza moldeada, que existe en un cuerpo en ausencia de carga externa o gradientes térmicos. En un material o componente estructural, existen tensiones residuales en el objeto sin la aplicación de servicios u otras cargas externas. Afectan a una parte de manera similar a las tensiones aplicadas externamente.

Una tensión residual es el principal culpable de la contracción y la deformación de la pieza. Cuando se aplica una carga de servicio externa, la pieza se deforma al ser expulsada o luego se agrieta, si es lo suficientemente fuerte como para superar la integridad estructural de la pieza.

industriapedia explica la tensión residual

Las tensiones residuales permanecen en un material sólido después de eliminar la causa original de la tensión. El estrés residual puede ser deseable o indeseable. Por ejemplo, el granallado con láser imparte tensiones residuales de compresión profundas y beneficiosas en los componentes metálicos, pero en una estructura diseñada, la tensión residual no deseada puede causar fallas prematuras.

Las tensiones residuales pueden provocar una distorsión visible de los componentes. Los procesos de fabricación son las causas más comunes de tensión residual, que influye en los materiales, de la siguiente manera:

• Comportamiento a la fatiga
• Fuerza de ruptura
• Resistencia a la corrosión

Hay pocos métodos de trabajo de metales que no produzcan nuevas tensiones. Por lo tanto, al diseñar piezas mecánicas, el papel de la tensión residual es muy importante.

Las tensiones residuales se producen a través de una serie de mecanismos, tales como:

• Deformaciones inelásticas (o plásticas)
• Gradientes de temperatura durante el ciclo térmico
• Cambios estructurales (o transformación de fase)

Cuando está presente una tensión residual no deseada de operaciones metalúrgicas anteriores, la cantidad de tensión puede reducirse mediante el uso de varios métodos clasificados como métodos térmicos o mecánicos (no térmicos). Todos los métodos involucran el procesamiento de la pieza para aliviar todo el estrés.

El método térmico consiste en cambiar uniformemente la temperatura de toda la pieza mediante calentamiento o enfriamiento. Las piezas calentadas se conocen como horneado de alivio de tensión, y las piezas enfriadas se conocen como alivio de tensión criogénico.

Los métodos mecánicos incluyen granallado y granallado con láser. El granallado generalmente usa un material de metal o vidrio, mientras que el granallado con láser usa haces de luz de alta intensidad para inducir una onda de choque que se propaga profundamente en el material.

Las tensiones residuales se calculan indirectamente midiendo las deformaciones del material existente, que generalmente se miden mediante métodos mecánicos o de rayos X.