Revelando os 6 fatores que afetam as propriedades de fadiga dos materiais

Revelando los 6 factores que afectan las propiedades de fatiga de los materiales

Si la tensión cíclica se muestra en la secuencia 1-2-3-4, y la tensión promedio está representada por S I, la adición de una tensión residual de compresión S dará como resultado un nuevo nivel de tensión de 1′-2′-3 ′-4′, que es una superposición de la secuencia de voltaje original y la resolución -S. Esto conduce a una reducción de la tensión media para S ', lo que da como resultado un mejor rendimiento ante la fatiga.

Los métodos comunes para aumentar la vida útil de los componentes incluyen el granallado superficial, la extrusión en frío de piezas y la introducción de tensión de compresión residual en su superficie.

La resistencia del material tiene un impacto directo en su comportamiento a la fatiga. Una mayor resistencia del material conduce a un menor nivel de tensión cíclica y, por lo tanto, a una vida útil más larga y a mejores efectos de extensión de la vida.

El granallado es especialmente eficaz en áreas con gradientes de tensión o concentraciones de tensión en muescas.

Los tratamientos de nitruración o carburación superficial pueden mejorar la resistencia superficial del material e inducir tensión residual de compresión, lo que contribuye a mejorar el rendimiento ante la fatiga.

Los resultados de las pruebas indican que los tratamientos de nitruración o carburación pueden duplicar el límite de fatiga del acero. Este efecto es aún más pronunciado en ejemplares con muescas.

Influencia del medio ambiente y la temperatura.

La curva SN de materiales normalmente se obtiene a temperatura ambiente y condiciones atmosféricas. La fatiga en ambientes corrosivos como agua de mar, ácidos y álcalis se denomina fatiga por corrosión.

La presencia de medios corrosivos tiene un efecto perjudicial sobre la fatiga.

La fatiga por corrosión es un proceso complejo que involucra acciones mecánicas y químicas y su mecanismo de falla es complejo.

Hay varios factores que influyen en la fatiga por corrosión y la tendencia general es la siguiente:

  1. El efecto de la frecuencia del ciclo de carga es significativo. En entornos no corrosivos, la frecuencia tiene poco efecto sobre la curva SN de los materiales en un rango de frecuencia relativamente amplio (como 200 Hz). Sin embargo, en ambientes corrosivos, a medida que disminuye la frecuencia, aumenta el tiempo experimentado por el mismo número de ciclos, proporcionando tiempo suficiente para que la corrosión tenga un impacto significativo en la disminución del rendimiento a la fatiga.
  2. La semiinmersión en medios corrosivos (como el agua de mar) es más desfavorable que la inmersión completa.
  3. Los aceros resistentes a la corrosión con buena resistencia a la corrosión y a la fatiga se comportan mejor que los aceros al carbono comunes, que muestran una disminución significativa en su límite de fatiga, o incluso su completa desaparición, en ambientes corrosivos.
  4. El límite de fatiga de los materiales metálicos generalmente aumenta al disminuir la temperatura. Sin embargo, a medida que disminuye la temperatura, la tenacidad a la fractura del material también disminuye, lo que provoca fragilidad a bajas temperaturas. Una vez que se producen las grietas, es más probable que se produzcan fracturas por inestabilidad. Las altas temperaturas reducen la resistencia de los materiales, pueden provocar fluencia y son desfavorables para la fatiga. También cabe señalar que la tensión residual de compresión introducida para mejorar el rendimiento a la fatiga también desaparecerá al aumentar la temperatura.

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