Qué es Desgaste por fatiga

¿Qué significa desgaste por fatiga?

El desgaste por fatiga de un material es causado por una carga cíclica durante la fricción. Es el daño estructural progresivo y localizado que ocurre cuando un material es sometido a carga cíclica. La fatiga ocurre si la carga aplicada es mayor que la resistencia a la fatiga del material.

El desgaste por fatiga se produce por el contacto entre asperezas con tensiones locales muy elevadas, y se repiten durante el deslizamiento o rodadura con o sin lubricación. El resultado del desgaste por fatiga es una severa deformación plástica. Las tensiones mecánicas repetidas y alternantes conducen a la formación y propagación de grietas debajo de la superficie sometida a tensión, que de este modo se destruye.

La prevención del desgaste por fatiga debe ser una consideración en las fases de planificación y diseño.

industriapedia explica el desgaste por fatiga

El desgaste por fatiga ocurre cuando las tensiones o deformaciones cíclicas superficiales y subterráneas en el material más blando de una articulación exceden el límite de fatiga para ese material.

Uno de los tipos de desgaste por fatiga es el desgaste por fricción, causado por el deslizamiento cíclico de dos superficies entre sí con una pequeña amplitud (oscilación). La fuerza de fricción produce tensiones alternas de compresión y tensión, lo que resulta en fatiga superficial.

El desgaste por fatiga en los rodamientos generalmente comienza con micropicaduras: pequeñas áreas en la superficie de los rodamientos donde se ha eliminado material debido a la tensión repetitiva. En su punto terminal, la fatiga de la superficie provoca un importante desprendimiento de la superficie: grandes cráteres, a menudo de varios cientos de micrones de diámetro, que son fácilmente visibles a simple vista. Si bien los efectos de la fatiga en los rodamientos están bien documentados, el análisis de residuos de desgaste ofrece una visión única de las fallas por fatiga.

Las grietas por fatiga comienzan en la superficie del material y se extienden a las regiones del subsuelo. Bajo condiciones de carga repetidas o cíclicas, pueden ocurrir delaminación y agrietamiento del subsuelo. Las grietas pueden conectarse entre sí, dando como resultado la separación y delaminación de las piezas de material. Por ejemplo, la fatiga de un recubrimiento de un cojinete de motor puede resultar en la propagación de las grietas hasta la capa intermedia y la eliminación total del recubrimiento.

Cuando se produce desgaste por fatiga durante el deslizamiento:

  • A un alto coeficiente de fricción, hay un alto grado de deformación plástica.
  • La tensión de cizallamiento es muy alta.
  • El material de la superficie se desplaza en la dirección de deslizamiento.
  • Los granos se extraen y se orientan paralelos a la superficie.
  • Se producen celdas de dislocación de tamaño submicrónico, similares a los metales altamente trabajados en frío.
  • La alta energía de falla de apilamiento promueve la formación de células (Al, Cu, Fe).

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