MODELADO DE LA MICRODUREZA DE MATERIALES COMPUESTOS
Resumen
La microdureza de los materiales compuestos de matriz metálica está afectada por la presencia de partículas de refuerzo en la subsuperficie del material. La microdureza está directamente relacionada a las propiedades de desgaste del material compuesto. Un modelo numérico empleando elementos finitos fue desarrollado para cuantificar el efecto del diámetro del refuerzo y su profundidad en el diámetro de impronta sobre la muestra. El modelo incluye un indentador esférico, el cual es presionado contra un metal blando como el aluminio, que contiene partículas de refuerzo. Los resultados del modelo son validados comparando el tamaño de la impronta dado por el modelo con los valores dados por un ensayo de dureza Brinell. Los resultados muestran una muy buena concordancia entre los valores predichos y los valores tabulados. El modelo es empleado como una primera etapa para predecir el tamaño de la impronta de un material compuesto consistente de una única partícula de refuerzo del mismo diámetro que el indentador. El modelo es dinámico y simula la aplicación gradual de la carga en un lapso de 30 segundos luego del cual el indentador es retirado. Los diámetros de la impronta para el material reforzado y sin reforzar son comparados, así como el campo de tensiones y deformaciones en ambos materiales. Los resultados muestran que la impronta de los materiales reforzados es más pequeña que para los no reforzados y los valores dependen de la posición y diámetro de la partícula de refuerzo. Los resultados del modelo son utilizados para explicar la dispersión observada en los valores de dureza medidos en los materiales reforzados.
