Martillamiento con granalla (Shot peening)

Abstract

Mucho antes de que nuestros primitivos antepasados hicieran uso deliberado de los metales, ya estaban familiariza­dos con la agricultura, la cría de ganado, construcción de viviendas, tallado en piedra, etc. Sin embargo, aunque la elaboración de los metales no fue el primer oficio de la Humanidad, nuestra civilización material actual, es fundamentalmente consecuen­cia de nuestros conocimientos de los metales y sus aplicaciones. Desde los tiempos de Tubal Caín (1) en adelante, los primeros hombres que· utilizaban los metales probablemente los definirían como substancias brillosas y duras, pero fáciles de batir hasta darles diversas formas útiles. Si el primitivo que manipulaba el metal era a la vez cazador o guerrero, hablaría con satisfacción del filo de las armas hechas con metal y de su duración a través de muchos combates. El hombre aprendió a encender hogueras y más tarde a construir hornos suficientemente calientes como para derretir la mayor parte de los metales que empleaba, descubriendo que el metal derretido, vertido dentro de cavidades de piedra y arcilla, al enfriarse tomaba la forma de la cavidad del modelo. Se fue desarrollando gradualmente el arte de combinar metales y llegó a ser un hecho conocido que una aleación formada de esa manera era más fuerte, dura y tenaz que cada uno de los metales que la componían. Probablemente la primera aleación fue el Bronce. En la época en que los Romanos llegaron a Bretaña, ya empleaban el hierro y el bronce para sus armas, herramientas e implementos agrícolas; cobre para vasijas y ornamentos; plomo para cañerías; estaño, oro y plata para ornamentos; y plata, latón y bronce para monedas. Debido a las similitudes generales entre todos los metales sería quizá natural imaginar que un metal podía ser transformado en otro, y parecía especialmente deseable que los metales comunes fueran trasmutados en oro. El arte de la alquimia que. se originó en el Medio Oriente en la primera parte de la era cristiana, y floreció en esa parte del mundo y en Europa hasta fines del siglo XVII, llegó a estar asociada a la búsqueda de la piedra filosofal, que se suponía capaz de transformar los metales comunes en oro y plata. Mientras se realizaban estos procesos, los metalarios empleando menos encantamientos, continuaban obteniendo resultados más sólidos: la transformación de metales o menas, opacas y terrosas, en metales, fundiéndolos con carbón de leña en un hogar o en un horno. Entre la Edad Media y el comienzo de la era industrial el progreso principal en el arte de la producción de metales fue la construcción de hornos más grandes y más eficaces para producir metales en cantidades mayores. Así fue como después de 1856, Bessemer hizo público su proceso para convertir rápidamente grandes cantidades de arrabio en acero. A este proceso siguió otro método de fabricación de acero en gran escala, el proceso de solera abierta, introducida por Siemens. En 1861 se iniciaron los exámenes sistemáticos de los metales por medio del microscopio y se colocaron las bases de la metalografía. Se estudiaron y relacionaron las propiedades de los me­tales y de las aleaciones: sus puntos de fusión, resistencia mecánica, dureza y propiedades eléctricas. La extensión. del empleo de los metales fue tan rápida en el siglo XX que se produjo más metal en los últimos 40 años que durante todos los siglos que van desde el comienzo de la historia del hombre hasta nuestros tiempos. La totalidad de nuestra actual civilización material depende del eficaz dominio de la fuerza motriz, pero el control de esa fuerza motriz solo es posible mediante el empleo de muchas variedades de metales y aleaciones. Durante la segunda guerra mundial, la explotación, elaboración, empleo y aplicaciones de los metales y sus aleaciones, se desarrollaron en forma sorprendente; los metalúrgicos han estado trabajando durante muchos años, pero solo recientemente se han interesado los físicos y los matemáticos por la metalurgia teórica. Igualmente, las necesidades de carácter económico y de mejorar las condiciones de servicio, ha llevado a los metalúrgicos a desarrollar métodos para mejorar las cualidades de los metales y aleaciones, y es así como se emplean piezas metálicas con tratamientos térmicos, metales revestidos, etc. Últimamente se han investigado las condiciones super­ficiales de los metales, conduciendo a la obtención de mejoras en la superficie de los mismos; estos tratamientos de superficie se pueden clasificar como procesos mecánicos metalúrgicos de producción, estando la mayoría de estos orientados a aumentar la resistencia a la fatiga y así aumentar la durabilidad de la pieza sometida a carga estática o dinámica. Estos procesos son denominados, generalmente, trabajos al frío, ya que se realizan a temperaturas ambientes. Dentro de estos procesos podemos citar el laminado, estiramiento en frío, extrusión en frío, martillamiento con granalla (SHOT PEENING), entre otros. Mientras grandes pasos han sido hechos en la mayo­ría de las fases de ingeniería y metalurgia, es dudoso que, en partes cargadas dinámicamente, se haya obtenido más trabajo neto de metales hoy en día, que el que fue obtenido hace una generación. Nuevas técnicas de fabricación han hecho posible muchas mejoras en el diseño, mejores aguantes de materiales son aprovechables, la lubricación ha sido mejorada, pero la básica fuerza útil de los materiales estructurales permanece inalterable. Hay mucho que puede hacerse para aumentar la resistencia a la fatiga de muchas partes de máquinas hechas de ma­teriales estructurales ordinarios. Este reforzamiento de la fatiga no requiere cambios en diseño o material, y en realidad no son procesos fundamentalmente nuevos o no probados. El significado de estos ha comenzado a aclararse recientemente a través de la introducción de nuevos conceptos del fenómeno de la fatiga, por lo cual nuevos razonamientos se están conociendo. Estos nuevos conceptos son: las fallas de fatiga resultan solamente de esfuerzos de tensión, nunca de esfuerzos de compresión, y una superficie de cualquier modo acabada, es un cultivo de esfuerzos. El martillamiento con granalla, tiene por objeto aumentar la resistencia a la fatiga. Este martilleo era conocido hace tiempo por los herreros, que martillaban en frío el hierro y el acero para aumentar su calidad; estos cuando estaban forjando un muelle o una espada continuaban martillando bastante después de haberse enfriado el material, para obtener así, un tenaz y endurecido producto. El martilleo de las superficies de metal es ahora efectuado por una lluvia de perdigones de metal, de plástico o de vidrio, y el proceso es estrictamente definido como un proceso mecánico, cuidadosamente controlado y capaz de producir resultados uniformes, de acuerdo con las demandas de los métodos de producción en serie de hoy en día. Como resultado para mejorar el esfuerzo de fatiga, obtenido por el martilleo de perdigones, muchas partes en la ac­tualidad, son martilladas con granalla como un procedimiento standard.