Assessment of thermomechanical fatigue lifetime and short crack growth of ductile cast irons (DCl) affected by intergranular embrittlement at intermediate temoeratures

En esta investigación se ha caracterizado experimentalmente el comportamiento a fatiga y crecimiento de grietas de la fundición dúctil ferrítica GJS-500, con un alto contenido en silicio y molibdeno, mediante la realización de ensayos isotérmicos de fatiga de bajo ciclo (LCF), ensayos de fatiga termomecánica fuera de fase (OPTMF), así como ensayos de fatiga de bajo ciclo combinados con el método de ensayo de réplica (LCF-R) dentro del rango de temperaturas oscilando entre la temperatura ambiente (RT) y 500 °C. El material estudiado presenta fragilidad a temperaturas cercanas a los 400 °C, lo que conduce a una velocidad de crecimiento de grietas significativamente mayor cuando se compara con RT y 500 °C. Las investigaciones fractográficas realizadas en las probetas fracturadas que fueron empleadas para los ensayos de fatiga, permitieron determinar la causa del aceleramiento en el crecimiento de grieta observado, junto con una importante reducción de la vida útil. A 400 °C se encontró un patrón de fractura intergranular-transgranular, mientras que a RT se observó una fractura transgranular y a 500 °C se encontró un patrón predominantemente transgranular, corroborando la presencia de fragilidad intergranular (IE) a 400 °C. La parte central de este trabajo, supone la propuesta de un modelo de vida útil basado en la mecánica de fractura para evaluar el comportamiento de crecimiento de grietas cortas por fatiga y la vida útil correspondiente en el material investigado.