Se a tensão cíclica for mostrada na sequência 1-2-3-4, e a tensão média for representada por Seua adição de uma tensão residual de compressão Sresolução resultará em um novo nível de tensão de 1′-2′-3′-4′, que é uma superposição da sequência de tensão original e -Sresolução. Isto leva a uma redução na tensão média para S'euresultando em melhor desempenho de fadiga.
Os métodos comuns para aumentar a vida útil dos componentes incluem shot peening de superfície, extrusão a frio de peças e a introdução de tensão de compressão residual em sua superfície.
A resistência do material tem impacto direto no seu desempenho à fadiga. Maior resistência do material leva a um menor nível de tensão cíclica e, portanto, a uma vida útil mais longa e a melhores efeitos de extensão de vida.
Shot peening é especialmente eficaz em áreas com gradientes de tensão ou concentrações de tensão de entalhe.
Tratamentos de nitretação ou cementação de superfície podem melhorar a resistência da superfície do material e induzir tensão residual compressiva, os quais contribuem para melhorar o desempenho em fadiga.
Os resultados dos testes indicam que os tratamentos de nitretação ou cementação podem dobrar o limite de fadiga do aço. Este efeito é ainda mais pronunciado em corpos de prova com entalhes.
Influência do ambiente e da temperatura
A curva SN dos materiais é normalmente obtida sob temperatura ambiente e condições atmosféricas. A fadiga em ambientes corrosivos, como água do mar, ácidos e álcalis, é chamada de fadiga por corrosão.
A presença de meios corrosivos tem um efeito prejudicial na fadiga.
A fadiga por corrosão é um processo complexo que envolve ações mecânicas e químicas e seu mecanismo de falha é complexo.
Existem vários fatores que influenciam a fadiga por corrosão, e a tendência geral é a seguinte:
- O efeito da frequência do ciclo de carga é significativo. Em ambientes não corrosivos, a frequência tem pouco efeito na curva SN dos materiais em uma faixa de frequência relativamente ampla (como 200 Hz). Contudo, em ambientes corrosivos, à medida que a frequência diminui, o tempo experimentado pelo mesmo número de ciclo aumenta, proporcionando tempo suficiente para que a corrosão tenha um impacto significativo no declínio do desempenho à fadiga.
- A semi-imersão em meios corrosivos (como água do mar) é mais desfavorável do que a imersão completa.
- Os aços resistentes à corrosão com boa resistência à corrosão e fadiga apresentam melhor desempenho do que os aços carbono comuns, que apresentam uma diminuição significativa no seu limite de fadiga, ou mesmo o seu completo desaparecimento, em ambientes corrosivos.
- O limite de fadiga dos materiais metálicos geralmente aumenta com a diminuição da temperatura. No entanto, com a diminuição da temperatura, a tenacidade à fratura do material também diminui, levando à fragilidade em baixas temperaturas. Uma vez que ocorrem rachaduras, é mais provável que ocorra fratura por instabilidade. As altas temperaturas reduzem a resistência dos materiais, podem causar fluência e são desfavoráveis à fadiga. Deve-se notar também que a tensão residual de compressão introduzida para melhorar o desempenho à fadiga também desaparecerá com o aumento da temperatura.
