Comportamiento mecánico de metales con defectos - Hofer, Juan Andrés (2018)
En esta tesis de grado se explora el comportamiento mecánico de metales con defectos. En particular, se ha hecho foco en la respuesta mecánica del hierro (Fe) como material prototípico de estructura cúbica centrada en el cuerpo con amplios usos tecnológicos, sujeto a ensayos simulados de nano-indentación mediante la técnica de Dinámica Molecular (MD). Se estudiaron las diferencias del comportamiento mecánico de monocristales bajo distintos ajustes experimentales, variando en una primera instancia los parámetros físicos y geométricos del ensayo sobre sustratos sin defectos, a saber, tamaño del indentador, velocidad de penetración, temperatura y orientación cristalina. Para evaluar el rol de defectos volumétricos (poros), en una segunda etapa se realizó el mismo ensayo mecánico sobre muestras con un poro en la dirección de indentación. Para estos casos, se estudiaron los efectos de los parámetros mencionados anteriormente, además de la posición del poro y su tamaño, tanto en la respuesta mecánica como en el desarrollo y evolución de defectos en el material. Para estudiar el efecto de defectos volumétricos distribuidos, se llevó a cabo el mismo tipo de análisis sobre muestras con varios poros colocados en el entorno de la zona de indentación, indagando acerca de las consecuencias que tiene la presencia de los mismos para el comportamiento mecánico de este tipo de metales. El análisis de los resultados sugiere que los poros, típicamente considerados defectos indeseados en los metales, pueden otorgar propiedades superiores a las del metal perfecto siempre que los mismos se encuentren en un determinado rango de tamaño y posición, oficiando de barreras a la propagación de la plasticidad a expensas de una disminución marginal de sus propiedades mecánicas.