Los metales son estructuras cristalinas, y son dúctiles (flexibles) porque las dislocaciones en la estructura cristalina son móviles y pueden deslizarse fácilmente de un lugar a otro. Como una pieza de metal se deforma repetidamente, las dislocaciones tienden a cruzarse y enredarse, por lo que ya no pueden moverse con facilidad (fenómeno conocido como “endurecimiento por trabajo”) hasta que se alcanza un punto cuando la tensión hace que el metal se agriete. Esto es “fatiga”. Las grietas se inician en un límite de grano donde la cohesión entre los átomos adyacentes es más débil y puede debilitarse aún más por la corrosión. No estoy lo suficientemente familiarizado con los tratamientos de superficie para responder esa parte de la pregunta, pero prevenir la corrosión es un buen comienzo. Incluso el agua pura puede debilitar un componente ya fatigado bajo estrés.
¿Dónde se inician las grietas por fatiga en los metales, y cuáles son los métodos de tratamiento de superficie?
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La respuesta de Peter Hand fue genial, así que permítanme hacer una estúpida analogía. Imagina que tienes un plato nuevo de espagueti. Gira el tenedor y los filamentos de pasta se juntan alrededor y es increíblemente delicioso. Ahora imagine que se ha enfriado un poco y que la pasta comienza a pegarse (cara triste). En los lugares donde está más enredado, tenderá a romperse en lugar de simplemente liberarse de la otra pasta … .tratar de darle vueltas un poco más lo empeora. De la misma manera, numerosas dislocaciones de los planos cristalinos en los metales pueden acumularse con el tiempo en un lugar donde el metal se dobla repetidas veces y esas dislocaciones acumuladas comenzarán a resistir esa flexión. Suponiendo que la fuerza repetida se mantiene constante, eventualmente la red cristalina del metal se fracturará.
La iniciación de la fatiga es poco clara a menos que exista un defecto en la superficie. Evitarlo no puede suceder si el material no tiene límite de fatiga. Mira eso. Los tratamientos de superficie son de dos tipos, pulido alisado o compresión de la superficie. La compresión a menudo se realiza mediante shot peening para endurecer la superficie, pero existen métodos exóticos como la implantación de iones o la difusión de átomos grandes. Suavizar o pulir es fácil de buscar, muchos lo hicieron, como el pulido químico o el pulido abrasivo.
Las grietas por fatiga pueden ocurrir donde el metal ha sido estresado más allá del límite elástico. Principalmente alrededor de risers de estrés o áreas de efecto de entalla. En mi mundo, me encantaría descubrir por qué sucedió esto y remediar la situación. Por lo tanto, no repetiría el fracaso. Lo más probable es que condenaría el componente fallido y lo reemplazaría.
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