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Efecto de segundas fases no metálicas sobre el comportamiento a fatiga de componentes de acero con elevadas solicitaciones

机译：非金属第二相对高应力钢构件疲劳性能的影响

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Con objeto de evaluar la influencia de las inclusiones sobre la vida a fatiga, se ha realizado un estudio sobre componentes de acero de rodamientos 100Cr6 determinando, en cada caso, las causas del fallo por fatiga. El material, procedente de dos coladas fabricadas con distinto proceso, se forjó en caliente para obtener componentes finales en forma de anillo que, posteriormente, se ensayaron a fatiga de compresión-compresión. Tras analizar los fallos mediante microscopía electrónica SFEM (Scanning Field Emission Microscopy), se comprobó que la mayoría de los fallos, a altas cargas, fueron debidos a la presencia de MnS de pequeño tamaño (10-70 μm), mientras que nitruros y óxidos provocaron menos del 40% de los fallos debidos a inclusiones. Se ha comprobado que disminuyendo el número y tamaño de las inclusiones duras, se mitiga el efecto perjudicial de los óxidos y carbonitruros en la vida a fatiga. Sin embargo, en ese momento, inclusiones más blandas como los MnS, hasta ahora considerados como menos perjudiciales, juegan un papel cada vez más relevante como causa directa de fallo en fatiga, lo que en adelante, debiera tomarse en consideración a la hora de contrapesar maquinabilidad y vida a fatiga de los aceros para componentes mecánicos altamente solicitados.%To assess the real effect of the inclusion type on fatigue life of ultra clean high strength steels mechanical components made of 100Cr6 steel were fatigue tested and fracture surfaces analysed to determine the origin of fatigue cracks. Two heats proceeding from different steelmaking routes were taken for the tests. The material were forged into ring shape components which were fatigue tested under compression-compression loads. Failures were analysed by SFEM (Scanning Field Emission Microscopy), proving that most of failures at high loads were originated by manganese sulphides of small size (10-70 microns), while less than 40% of all fatigue cracks due to inclusions were caused by titanium carbonitrides and hard oxides. It has been demonstrated that once number and size of hard inclusions have been reduced, the hazardous effect of oxides and carbonitrides on the fatigue life decreases also. However, softer inclusions as manganese sulphides, currently considered as less hazardous, play a more relevant role as direct cause of fatigue failure and they should be taken into account in a deeper way in order to balance both machinability and fatigue life requirements in high strength steel components.
机译：为了评估夹杂物对疲劳寿命的影响，已经对100Cr6轴承的钢部件进行了研究，确定每种情况下疲劳失效的原因。将材料以不同的工艺制成的两个铸件进行热锻，以获得最终的环形部件，随后对它们进行压缩-压缩疲劳测试。在使用SFEM（扫描场发射显微镜）分析故障之后，发现大多数故障在高负荷下是由于存在少量MnS（10-70μm），而氮化物和氧化物由于夹杂物造成的故障不到40％。已经发现减少硬质夹杂物的数量和尺寸可减轻氧化物和碳氮化物对疲劳寿命的有害影响。但是，当时，较软的夹杂物（如MnS）迄今被认为破坏程度较小，它们作为疲劳失效的直接原因起着越来越重要的作用，因此，在平衡时应考虑到这一点。高度要求的机械零件的机械加工性和疲劳寿命。％为了评估夹杂物类型对超洁净高强度钢的疲劳寿命的实际影响，对100Cr6钢制成的机械零件进行了疲劳测试并分析了断裂表面，以确定其来源疲劳裂纹。测试采用了来自不同炼钢路线的两次加热。将该材料锻制成环形部件，并在压缩-压缩载荷下进行疲劳测试。通过SFEM（扫描场发射显微镜）分析了失效，证明了高载荷下的大部分失效是由小尺寸（10-70微米）的硫化锰引起的，而所有夹杂物引起的疲劳裂纹的不到40％是由夹杂物引起的。碳氮化钛和硬质氧化物。已经证明，一旦减少了硬质夹杂物的数量和尺寸，氧化物和碳氮化物对疲劳寿命的危害作用也会降低。但是，较软的夹杂物如硫化锰（目前被认为危害较小）在疲劳失效的直接原因中起着更重要的作用，因此应更深入地考虑它们，以兼顾高强度钢的可加工性和疲劳寿命要求组件。

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