DEVELOPMENT OF A CORRELATION TO ESTIMATE THE FATIGUE STRENGTH FOR STEELS BASED ON LOW-COST TEST

Abstract

Fatigue cracking in metallic materials occurs mainly due to the effect of cyclic stresses and their variation of magnitude over time. To evaluate the fatigue strength based on S-N curves, many tests are needed, which require a lot of time and incur high costs. For this research, several tests were conducted on samples of high-strength steels to determine their mechanical properties, chemical composition and fatigue. It was found that impact toughness Charpy V Notch , the percentage of alloying elements and the mechanical properties show a positive lineal effect in relation to the fatigue strength of the materials evaluated. Considering this behavior, a correlation to predict the fatigue strength of the steel was developed based on the Charpy impact energy, the yield strength, the ultimate strength, and the hardness of the material; thisa correlation shows a very good fit with the experimental fatigue data The main advantage of this correlation is that the estimation of fatigue strength is based on very low cost tests.El agrietamiento por fatiga en materiales metálicos ocurre principalmente debido al efecto de los esfuerzos cíclicos y la variación de su magnitud en el tiempo. Para evaluar la resistencia a la fatiga basada en las curvas esfuerzo vs. ciclos, se deben correr muchos ensayos, los cuales requieren una gran cantidad de tiempo y altos costos. En esta investigación, se realizaron ensayos en muestras de acero de alta resistencia para determinar sus propiedades mecánicas, composición química y resistencia a la fatiga. Se encontró que la tenacidad al impacto medida en el ensayo Charpy V Notch (CVN), el porcentaje de elementos de aleación y las propiedades mecánicas mostraron un efecto lineal positivo en relación con la resistencia a la fatiga de los materiales evaluados. Considerando este comportamiento, una correlación para predecir la resistencia a la fatiga fue desarrollada basada en la energía absorbida por impacto, la relación entre el esfuerzo de fluencia y el esfuerzo último y la dureza del material; esta correlación presenta un muy buen ajuste con los datos de fatiga experimentales.

Keywords

• predicción de fatiga
• resistencia a la fatiga
• ensayo de fatiga
• resistencia al impacto
• resistencia a la tracción
• tenacidad
• fatigue prediction
• fatigue strength
• fatigue test
• impact resistance
• tensile strenght
• toughness