Diseño por Daño Superficial MECANICA

Tipo de Daño

Fenómeno que lo Ocasiona

Acciones de Diseño para Mitigar

Desgaste Adhesivo

• A nivel microscópico, los valores de presión por contacto y calor por fricción se concentran en áreas pequeñas de contacto debido a las asperezas de 2 materiales en contacto creando temperaturas locales y presiones altas.
• Con estas condiciones favorables para soldar los materiales a estos puntos entonces se produce daño por corte en uno de los dos materiales para iniciar movimiento entre estos.

• Evitar el uso de metales metalúrgicamente similares (compatibles) en aplicaciones donde el desgaste adhesivo sea una posibilidad.

Desgaste Abrasivo

• Deslizamiento de un material áspero duro contra uno más blando
• Introducción de partículas duras entre 2 superficies deslizantes donde al menos  una de ellas es más blanda que las partículas

• Tratamientos térmicos para endurecimiento de superficies
• Uso apropiado de filtros, limpiadores de aire, guardapolvos, sellos, etc.
• Uso de piezas fácilmente reemplazables en lugares donde la abrasión es inminente pero se quiere proteger una de las 2 superficies

Erosión y Desgaste Corrosivo

• Cuando las superficies juntas experimentan movimiento relativo una frente a la otra que produce desgaste en la superficie, exponiendo nuevos elementos reactivos.
• Puede hacer una superficie más vulnerable a fallas por fatiga

• Uso de materiales con alta resistencia a la corrosión como aleaciones en base de cobalto.
• Creación de esfuerzos superficiales residuales compresivos por tratamientos térmicos o trabajo en frío para retardar la propagación de fisuras de fatiga iniciadas por corrosión.
• Incrementar la interfaz de presión superficial para evitar el movimiento relativo

Cavitación

• Esfuerzos producidos por ondas de presión en cuanto las burbujas formadas por cavitación explotan en o cerca de la superficie.
• El daño resultante es deformación plástica de los metales de tubería.
• En ambientes corrosivos la cavitación puede arruinar los recubrimientos protectores de los metales.

• Modificar la composición, velocidad, flujo o presión del líquido que fluye en cuanto sea posible.
• Incrementar la dureza superficial del material o usar materiales como aceros inoxidables, estelita, fundición magnesio-bronce, etc.

Fatiga Superficial

• Cuando predomina el rodamiento puro antes que el deslizamiento como en rodamientos de bolas, rodillos o levas con seguidores de rodillo, etc.
• Se crean esfuerzos elevados en los puntos de contacto que tienden a puntos de dimensión 0 o líneas de ancho 0

• El uso de lubricantes evita la aparición de picaduras, y luego fractura, en las superficies en contacto
• Usar superficies duras y lisas; también se puede someter los rodillos o esferas a procesos de nitruración para mejorar su vida útil