Resumen Fatiga

Fatiga.

Cuando un componente se fatiga, lo hace por el hecho de estar soportando cargas alternadas.

El 90% de las piezas que se rompen fallando por esta causa la cual propone unos límites a las tensiones de diseño en función del número de ciclos que se requieran para una pieza.

Aparece una grieta muy diminuta la cual crece con relación de los ciclos de carga hasta alcanzar un gran tamaño haciendo que la sección sea incapaz de soportar la carga y finalmente se rompe de forma frágil o dúctil.

El crecimiento lento de la grieta se llama suscriticas. Las fracturas rápidas se llaman críticas, clivaje y fractura por coalescencia de micro cavidades.

Todos los materiales tienen defectos, incluso recién fabricados: contienen inclusiones, precipitados, poros, bordes de grano. Los cuales desarrollan micro grietas. En algún lugar de la superficie del sólido se encuentran las tensiones máximas.

Estas zonas son más susceptibles a desarrollar micro defectos superficiales.

Estadios de la Fatiga.

Estadio I: grietas cortas

Se encuentran zonas con altas cargas alternadas que producen deformaciones plásticas en los granos próximos a la superficie. Esta deformación se localiza en bandas persistentes de deslizamiento. Cuando un grano, se deforma, se genera un escalón en la superficie, que inmediatamente se oxida.

Una vez oxidada la superficie del escalón, resulta imposible invertir la deformación en ese plano. La repetición de este ciclo de deformación, oxidación y bloqueo forma protuberancias o entrantes en la superficie original del sólido, que concentran tensiones. La situación se agrava y termina por aparecer un micro grieta.

En este estadio, la micro grieta tiene mucha dificultad para atravesar los bordes de grano y, a menudo, la micro grieta sólo consigue progresar en un grano y ahí se detiene. Si la carga es algo más alta o con suficiente número de ciclos reinicia la propagación en el grano adjunto.

Estadio II:

Sucede cuando la reorientación de la grieta ha atravesado unos pocos granos en el material. Y su propagación es estable y se ajusta a una ley potencial.

Estadio III:

Cuando el tamaño de la grieta es mayor, llega un momento en que se alcanza el valor de máximo y la propagación se convierte en catastrófica: la pieza rompe. Este último estadio de la fatiga, carece de interés: la velocidad de crecimiento.

Fatiga en grietas largas.

Si las cargas en el ciclo son pequeñas, la grieta no llega a abrirse, en consecuencia, no crece. Las causas más frecuentes que “calzan” las grietas son:

• La formación de óxidos,

• La rugosidad de las superficies de la grieta y

• Las tensiones residuales inducidas en la zona plástica al frente de la grieta.

Efectos

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