factores que afectan a la fatiga
Páginas: 14 (3476 palabras)
Publicado: 20 de marzo de 2013
Factores que afectan ala fatiga
El aumento de la temperatura provoca una reducción en la resistencia al deslizamiento de los bordes de grano y acelera la velocidad de oxidación. La presencia de un ambiente corrosivo durante la tensión cíclica origina el proceso de fatiga con corrosión, que acelera de forma importante la velocidad de propagación de la grieta por fatiga. La resistencia a lafatiga se reduce de forma importante con la presencia de factores de intensificación de tensión, como ocurre en los casos en que existen esquinas angulosas, mellas o agujeros. La superficies rugosas también origina intensificación de tensiones, por lo que cuanto más liso sea el acabado superficial mayor será la resistencia ala fatiga. Puesto que la mayoría de las fracturas por fatiga se originan enla superficie del metal, las condiciones superficiales afecta a la resistencia a lafatiga del mismo. Así, los tratamientos de endurecimiento superficial aumentan la vida por fatiga del material. La introducción de tensiones residuales de compresión sobre la superficies del metal aumenta la vida por fatiga, siendo el método más efectivo de aumentarla resistencia total a la fatiga. Esto se consiguedeformando plásticamente, deforma selectiva, la superficie exterior del componente. Entre los aspectos metalúrgicos, por último, destacan los derivados de la conformación en frío de los metales, que produce una alineación de los granos y las inclusiones en la dirección de laminación, por lo que la resistencia a la fatiga resulta ser aniso trópica, siendo menor en la dirección transversal a la delaminación.
Tipos de fatiga
Pueden distinguirse dos tipos. Por una parte, la Fatiga a alto número de ciclos, que se caracteriza por tener lugar a tensiones por debajo de las de fluencia y por requerir un alto número de ciclos para que se produzca la fractura. Por otra, la fatiga a bajo número de ciclos, que se diferencia de la anterior porque se produce cuando las tensiones son superiores a lasde fluencia y se requiere un número de ciclos, en general, inferior a 10^4 para que se alcance la fractura. En la curva tensión de saturación–deformación cíclica pueden observarse tres regiones diferentes. Las dos primeras partes de la curva se corresponden con fatiga hcf, i.e., deformaciones pequeñas y alto número de ciclos, mientras que la tercera parte de la curva se corresponde con fatiga tipolcf, i.e., con grandes deformaciones periódicas. La zona intermedia se caracteriza porque la tensión de saturación es casi independiente de la deformación.
Inicio de grietas
Como norma general, el inicio y la nucleación de grietas Por fatiga tiene lugar en las superficies libres, aunque en algunos materiales el inicio puede ocurrir en el interior. La nucleación tiene lugar mediante un proceso dedeslizamiento de dislocaciones, siendo las superficies libres los lugares más pro-pensos al citado inicio. La ausencia de restricciones en la superficie libre de los granos permite que la estructura de dislocaciones, generada como consecuencia de las cargas cíclicas, se extienda fuera de la superficie libre de los granos y produzca una superficie microscópica irregular. Estas estructuras, formadas pordislocaciones, son conocidas como bandas de deslizamiento (Persistent SlipBands, psb). Algunas bandas de deslizamiento permanecen o persisten incluso en aquellos casos en que se elimina una fina capa superficial mediante electro-pulido.
En el caso de fatiga de baja amplitud de deformación,
hcf, las grietas suelen iniciarse en aquellos lugares en los que las
psb interactúan con superficies libres ocon los bordes de grano. Cuando la interfase tiene lugar en superficies libres, las microgrietas se nuclean de forma transgranular, mientras que cuando interactúan los bordes de grano, el proceso es intergranular, con independencia del tamaño de grano.
Influencia del medio ambiente en la fatiga
En general, los aceros inoxidables,las aleaciones de aluminio y algunasotras no férreas presentan...
El aumento de la temperatura provoca una reducción en la resistencia al deslizamiento de los bordes de grano y acelera la velocidad de oxidación. La presencia de un ambiente corrosivo durante la tensión cíclica origina el proceso de fatiga con corrosión, que acelera de forma importante la velocidad de propagación de la grieta por fatiga. La resistencia a lafatiga se reduce de forma importante con la presencia de factores de intensificación de tensión, como ocurre en los casos en que existen esquinas angulosas, mellas o agujeros. La superficies rugosas también origina intensificación de tensiones, por lo que cuanto más liso sea el acabado superficial mayor será la resistencia ala fatiga. Puesto que la mayoría de las fracturas por fatiga se originan enla superficie del metal, las condiciones superficiales afecta a la resistencia a lafatiga del mismo. Así, los tratamientos de endurecimiento superficial aumentan la vida por fatiga del material. La introducción de tensiones residuales de compresión sobre la superficies del metal aumenta la vida por fatiga, siendo el método más efectivo de aumentarla resistencia total a la fatiga. Esto se consiguedeformando plásticamente, deforma selectiva, la superficie exterior del componente. Entre los aspectos metalúrgicos, por último, destacan los derivados de la conformación en frío de los metales, que produce una alineación de los granos y las inclusiones en la dirección de laminación, por lo que la resistencia a la fatiga resulta ser aniso trópica, siendo menor en la dirección transversal a la delaminación.
Tipos de fatiga
Pueden distinguirse dos tipos. Por una parte, la Fatiga a alto número de ciclos, que se caracteriza por tener lugar a tensiones por debajo de las de fluencia y por requerir un alto número de ciclos para que se produzca la fractura. Por otra, la fatiga a bajo número de ciclos, que se diferencia de la anterior porque se produce cuando las tensiones son superiores a lasde fluencia y se requiere un número de ciclos, en general, inferior a 10^4 para que se alcance la fractura. En la curva tensión de saturación–deformación cíclica pueden observarse tres regiones diferentes. Las dos primeras partes de la curva se corresponden con fatiga hcf, i.e., deformaciones pequeñas y alto número de ciclos, mientras que la tercera parte de la curva se corresponde con fatiga tipolcf, i.e., con grandes deformaciones periódicas. La zona intermedia se caracteriza porque la tensión de saturación es casi independiente de la deformación.
Inicio de grietas
Como norma general, el inicio y la nucleación de grietas Por fatiga tiene lugar en las superficies libres, aunque en algunos materiales el inicio puede ocurrir en el interior. La nucleación tiene lugar mediante un proceso dedeslizamiento de dislocaciones, siendo las superficies libres los lugares más pro-pensos al citado inicio. La ausencia de restricciones en la superficie libre de los granos permite que la estructura de dislocaciones, generada como consecuencia de las cargas cíclicas, se extienda fuera de la superficie libre de los granos y produzca una superficie microscópica irregular. Estas estructuras, formadas pordislocaciones, son conocidas como bandas de deslizamiento (Persistent SlipBands, psb). Algunas bandas de deslizamiento permanecen o persisten incluso en aquellos casos en que se elimina una fina capa superficial mediante electro-pulido.
En el caso de fatiga de baja amplitud de deformación,
hcf, las grietas suelen iniciarse en aquellos lugares en los que las
psb interactúan con superficies libres ocon los bordes de grano. Cuando la interfase tiene lugar en superficies libres, las microgrietas se nuclean de forma transgranular, mientras que cuando interactúan los bordes de grano, el proceso es intergranular, con independencia del tamaño de grano.
Influencia del medio ambiente en la fatiga
En general, los aceros inoxidables,las aleaciones de aluminio y algunasotras no férreas presentan...
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