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FinlandFATIGA DEL METAL
FATIGA DEL METAL
El gráfico compara la resistencia a la fatiga del metal con la resistencia máxima a la tracción para muestras lisas y con entalla. Sin Shot Peening, las propiedades óptimas de fatiga del metal para componentes de acero mecanizados se obtienen a aproximadamente 30 HRc. A niveles de resistencia/dureza más altos, los materiales pierden resistencia a la fatiga debido a una mayor sensibilidad a la entalla y fragilidad.
Resistencia a la fatiga en metales
Con la adición de tensiones de compresión derivadas del Shot Peening, la resistencia a la fatiga del metal aumenta proporcionalmente al aumento de la resistencia/dureza. Por ejemplo, a 52 HRc, la resistencia a la fatiga del metal de la muestra granallada es de 144 ksi (993 MPa), más del doble que la de la muestra lisa sin granallar.
Comparación de los límites de fatiga Shot Peening y no Shot Peening para muestras lisas y con entalla en función de la resistencia máxima a la tracción del acero
Procesos de Fabricación – Efecto sobre la Vida a Fatiga
Se sabe que los procesos de fabricación tienen un efecto significativo en las propiedades de fatiga del metal de las piezas. Estos efectos pueden ser perjudiciales o beneficiosos, como se muestra a continuación:
| PERJUDICIAL | BENEFICIOSO |
| Endurecimiento | Carburización |
| Rectificado | Ajuste fino (Honing) |
| Mecanizado | Pulido |
| Galvanizado | Bruñido |
| Soldadura | Laminado |
| EDM y ECM | Shot Peening |
El rectificado, el mecanizado y la soldadura pueden dejar la superficie de la pieza en tensión, creando un terreno propicio para la formación de grietas por fatiga del metal. El endurecimiento, el galvanizado y el EDM pueden dejar una superficie dura y quebradiza, mientras que el ECM puede dañar o debilitar los límites de grano de la superficie.
En el lado beneficioso, todos los procesos listados mejoran la vida a fatiga del metal gracias al esfuerzo compresivo que inducen. El shot peening es el más versátil de la lista porque proporciona la mayor magnitud de esfuerzo compresivo en la mayor variedad de materiales y configuraciones de piezas.
El gráfico a continuación presenta las curvas de “S-N” (esfuerzo vs. número de ciclos) hasta el fallo para diferentes tipos de rectificado. La curva de referencia es la de los especímenes de “rectificado suave” y muestra una resistencia a la fatiga del metal de 60 ksi (415 MPa). La curva inferior de “rectificado severo” representa la condición producida por velocidades de corte más rápidas. En este caso se generan grandes cantidades de esfuerzo superficial en tensión, que es la fuente de las grietas por fatiga del metal. Como se muestra, la resistencia a la fatiga del metal disminuye a 45 ksi (310 MPa). El último gráfico presenta la resistencia a la fatiga de los especímenes de “rectificado severo más shot peening”. Como se muestra, estos especímenes aumentaron muy por encima del “rectificado suave” de referencia, proporcionando una resistencia a la fatiga de más de 80 ksi (550 MPa). El esfuerzo compresivo generado por el shot peening superó los esfuerzos en tensión del rectificado severo.
Beneficios del Shot Peening
- El Shot Peening permite aumentar la tensión de carga entre un 10 % y un 30 % para lograr la misma resistencia a la fatiga del componente.
- El Shot Peening prolonga la vida útil por fatiga de cualquier pieza de 3 a 10 veces si se mantiene el nivel de tensión existente.
- Al proporcionar una tensión de compresión superficial constante, la dispersión de la vida útil por fatiga suele reducirse como resultado de múltiples pasos de fabricación.
