clase tribología

TRIBOLOGIATRIBOLOGIA

FRICCION DESGASTE LUBRICACION

TRIBOLOGIA

El término Tribología se utilizó por primera vez en Inglaterra en un informe confeccionado por P. Jost en el año 1966 este neologismo proviene de las palabras griegas “tribos”, que significa fricción, y “logos”, que significa estudio; utilizándose para designar la ciencia de las superficies friccionantes, o sea, de las superficies en contacto con movimiento relativo entre ellas.

QUÉ ES TRIBOLOGÍA?QUÉ ES TRIBOLOGÍA?

““Ciencia y tecnología de las superficies Ciencia y tecnología de las superficies que interactúan cuando están en que interactúan cuando están en movimiento relativo”, abarca el estudio de movimiento relativo”, abarca el estudio de la fricción, el desgaste y la lubricación.la fricción, el desgaste y la lubricación.

Involucra diferentes ramas del Involucra diferentes ramas del conocimiento: física, química, mecánica conocimiento: física, química, mecánica de materiales, ingeniería de superficies, de materiales, ingeniería de superficies, diseño de máquinas, corrosión, etc.diseño de máquinas, corrosión, etc.


DESGASTE

TRIBOLOGIA

SUPERFICIE CONTACTO

FRICCION LUBRICACION

OBJETIVOS DE LA TRIBOLOGÍAOBJETIVOS DE LA TRIBOLOGÍA

Control del desgaste y la fricción.Control del desgaste y la fricción. Reducción de costos de operación y Reducción de costos de operación y

mantenimiento de equipos industriales.mantenimiento de equipos industriales. Conocimiento de los mecanismos de Conocimiento de los mecanismos de

deterioro del material. deterioro del material. Modelamiento de situaciones reales para Modelamiento de situaciones reales para

predecir el comportamiento de los predecir el comportamiento de los materialesmateriales

Mejoramiento del diseño mecánicoMejoramiento del diseño mecánico

AMBITO DE APLICACIÓN DE LA AMBITO DE APLICACIÓN DE LA TRIBOLOGIATRIBOLOGIA

Indicadores de servicio en transmisión de fuerza tales como: 1. Perdida de potencia2. Desgaste de superficies deslizantes3. Vibración y ruido4. Calentamientos superficiales

AMBITO DE APLICACIÓN DE LA AMBITO DE APLICACIÓN DE LA TRIBOLOGIATRIBOLOGIA

Otras aplicaciones de fácil reconocimiento:1. Cojinetes de deslizamiento2. Rodamiento de bolas.3. Rueda –carretera y rueda carril.4. Amortiguadores.5. Cojinetes autolubricados.6. Anillo y camisas en motores de explosión.7. Cuchillas en interruptores eléctricos.8. Uniones atornilladas.9. Engranajes10.Estampaciones de chapas.11.Compactación en el proceso de sinterización


DESGASTE

TRIBOLOGIA

SUPERFICIE CONTACTO


SUPERFICIESSUPERFICIES

SUPERFICIESUPERFICIE

Indicador de la topografia de la superficie.

CONSIDERACIONES SOBRE EL FENOMENO CONSIDERACIONES SOBRE EL FENOMENO TRIBOLOGICOTRIBOLOGICO

En una situación tribológica ocurre interacción de dos superficies sólidas en un ambiente, resultando en las dos manifestaciones siguientes:• Disipación de energía (calor liberado), como consecuencia del fenómeno de fricción. Ruido. Parámetros como el coeficiente de fricción Deben ser relacionados con un par de materiales• Durante el proceso de deslizamiento las superficies modifican sus caracteristicas basicas, ellas pueden volverse mas lizas o mas rugosas.

0 1000 2000 3000 4000 5000 60000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Ru

go

sid

ad

(m

)

Distancia de deslizamiento (Rev)

250 g 1000 g

Dinamica de las caracteristicas superficiales (rugosidad) para Aluminio 6063

INGENIERIA DE SUPERFICIESINGENIERIA DE SUPERFICIES

•Tiene como objetivo aumentar la resistencia al desgaste de las superficies, para aumentar la vida útil de los componentes.•Se requiere:

Conocimiento de variables: esfuerzos, temperaturas, velocidades, etc.

Exigencias del ambiente;Exigencias de diseño: tolerancias, etc

•La selección del método es afectada por número de piezas (costos), posibilidad de control de calidad, conocimiento, aplicación, etc


DESGASTE

TRIBOLOGIA

SUPERFICIE CONTACTO


CONTACTOCONTACTO

Determinación de esfuerzos y deformaciones generados en el contacto de superficies, perfil de superficies.

CONTACTOCONTACTO

Geometría del contacto de superficiesGeometría del contacto de superficies Esfuerzos presentes en la superficie y Esfuerzos presentes en la superficie y

bajo la zona de contactobajo la zona de contacto Cambio de forma de la superficieCambio de forma de la superficie Selección de materialesSelección de materiales Tratamientos superficiales.Tratamientos superficiales.


DESGASTE

TRIBOLOGIA

SUPERFICIE CONTACTO


FRICCIÓN

Fuerza de fricción: Fuerza de fricción: Resistencia encontrada Resistencia encontrada por un cuerpo en movimiento sobre otro. F por un cuerpo en movimiento sobre otro. F depende de los materiales en contacto.depende de los materiales en contacto.

Leyes de fricciónLeyes de fricción: (Amontons, 1699): (Amontons, 1699) F es proporcional a FnF es proporcional a Fn F es independiente del área aparente.F es independiente del área aparente.

Fn

F

FRICCIÓN

INCONVENIENTEEn transmisión de potencia

Uniones móviles

Motores de combustión

Micromecanismos.

Procesos de fabricación por corte

y deformación plástica.

NECESARIA Zapato-piso

Llanta-asfalto

Freno carro

Embragues

Consecuencias de la fricción

OPERACIONALESOPERACIONALES Pérdidas de potencia, Pérdidas de potencia, Generación de calorGeneración de calor Cambios microestructurales en las superficies en Cambios microestructurales en las superficies en

contacto asociados al aumento de temperatura.contacto asociados al aumento de temperatura. Cambios de dimensión y de forma.Cambios de dimensión y de forma. Reducción de vida útil de los elementos de Reducción de vida útil de los elementos de

máquinas.máquinas. Vibración (Stick – slip)Vibración (Stick – slip) Contaminación (ruido)Contaminación (ruido)

FRICCIÓN

Material Material μμ Desgaste*Desgaste*

Acero contra acero (baja Acero contra acero (baja dureza)dureza)

0,620,62 157x10157x1033

PTFE contra acero de PTFE contra acero de herramienta.herramienta.

0,180,18 2x102x1033

Acero inox contra acero Acero inox contra acero de herramientade herramienta

0,530,53 3x103x1022

Carburo de W contra Carburo de W contra Carburo de WCarburo de W

0,350,35 22

combinaciones de materiales


DESGASTE

TRIBOLOGIA

SUPERFICIE CONTACTO


DESGASTE

Deterioro progresivo que ocurre en la Deterioro progresivo que ocurre en la superficie de un componente como superficie de un componente como resultado de su interacción con otro (s) resultado de su interacción con otro (s) componente (s) con el cual trabaja en componente (s) con el cual trabaja en movimiento relativo. Involucra pérdida de movimiento relativo. Involucra pérdida de material y está siempre acompañado por la material y está siempre acompañado por la fricción.fricción.

Definición de desgaste

DESGASTE

DESGASTE EN LA INDUSTRIA

Abrasivo>50%Adhesivo (15%)

Erosivo (8%)Químico (5%)

MECANISMOS DE DESGASTE

Reacción Triboquímica

Agente Interfacial

Abrasión Fatiga Superficial

Adhesión

Descripción esquemática de los cuatro mecanismos de desgaste propuestos por Zum Ghar

SUPERFICIES DE DESGASTESUPERFICIES DE DESGASTE


DESGASTE

TRIBOLOGIA

SUPERFICIE CONTACTO


LUBRICACIONLUBRICACION

h

0v0

A

A

τ

τ

v0

h

Viscosidad.Viscosidad.Medida de la resistencia del fluido a Medida de la resistencia del fluido a esfuerzos de corte.esfuerzos de corte. Esfuerzo de corte en un plano dentro Esfuerzo de corte en un plano dentro del fluido, por unidad de gradiente de del fluido, por unidad de gradiente de velocidad normal al plano.velocidad normal al plano.

LUBRICACIONLUBRICACION Materiales en contacto seco: Materiales en contacto seco: µ ≥ µ ≥ 0,5 0,5 Altas fuerzas de fricción y grandes pérdidas de Altas fuerzas de fricción y grandes pérdidas de

energíaenergía Lubricante: material con menor resistencia al Lubricante: material con menor resistencia al

corte que las superficies mismas, reduce fuerza corte que las superficies mismas, reduce fuerza de fricción entre superficies. de fricción entre superficies.

Evita el contacto, total o parcial, entre la Evita el contacto, total o parcial, entre la superficies.superficies.

LUBRICACIONLUBRICACION

Tipos de lubricación:Tipos de lubricación:

Hidrostática: Separación de las superficies por Hidrostática: Separación de las superficies por fuente de energía externa;fuente de energía externa;

Hidrodinámica: La separación depende de la Hidrodinámica: La separación depende de la geometría y movimiento de las superficies, geometría y movimiento de las superficies, combinada con la viscosidad del fluido;combinada con la viscosidad del fluido;

Elastohidrodinámica: combinación de Elastohidrodinámica: combinación de deformación elástica de la superficie y deformación elástica de la superficie y comportamiento del fluidocomportamiento del fluido


DESGASTE

SUPERFICIE CONTACTO


Ciencia y tecnología de la interacción de las superficies con Movimiento relativo y practicas y temas relacionados.

Degradación

Deformación plástica Agrietamiento

Corrosión

Desgaste

Cambios estructurales

Tipos de daño de superficies

DESGASTEDESGASTE

¿Que problemas técnico económicos origina?¿Que problemas técnico económicos origina? La pérdida de material genera consumo de La pérdida de material genera consumo de

partes (dientes de excavadora, bolas de molino)partes (dientes de excavadora, bolas de molino) La pérdida de material o de forma deteriora la La pérdida de material o de forma deteriora la

función del componente (variación dimensional)función del componente (variación dimensional) Deterioro del funcionamiento: partículas Deterioro del funcionamiento: partículas

generadas pueden producir abrasión o generadas pueden producir abrasión o contaminación.contaminación.

Deterioro de la topografía del componente.Deterioro de la topografía del componente. Aumentan tiempos no productivos.Aumentan tiempos no productivos.

DESGASTEDESGASTE

DESGASTEDESGASTE

El Desgaste ha sido definido como “El Desgaste ha sido definido como “ la remoción la remoción de material de una superficie sólida como de material de una superficie sólida como resultado del contacto entre superficies con resultado del contacto entre superficies con movimiento relativo”movimiento relativo” (36). Así, tanto pérdidas por (36). Así, tanto pérdidas por fricción como desgaste son simultáneamente el fricción como desgaste son simultáneamente el resultado de los mismos procesos de contacto resultado de los mismos procesos de contacto tribológico que tienen lugar entre dos superficies tribológico que tienen lugar entre dos superficies en movimiento. Sin embargo, su interacción no en movimiento. Sin embargo, su interacción no es bien entendida.es bien entendida.

Definicion

Desgaste: desintegración de la superficie de un Desgaste: desintegración de la superficie de un componente mecánico, causado por un exceso de componente mecánico, causado por un exceso de esfuerzo en la vecindad de la superficie.esfuerzo en la vecindad de la superficie.

Pocas veces es Pocas veces es catastrófico, produce catastrófico, produce pérdidas de eficienciapérdidas de eficiencia

Cambios dimensionales, Cambios dimensionales, que producen vibraciones que producen vibraciones y desalineacióny desalineación

Propagación de grietas, Propagación de grietas, fracturafractura

DESGASTEDESGASTE

DESGASTEDESGASTE

Aplicaciones que envuelven desgaste

¿¿Cómo ocurre el desgaste?Cómo ocurre el desgaste? Muchos términos para describir los Muchos términos para describir los

procesos de desgaste.procesos de desgaste. Características de las superficies desgastadasCaracterísticas de las superficies desgastadas Modos de desgaste.Modos de desgaste. Mecanismos de desgasteMecanismos de desgaste Fenómenos presentes y su intensidad.Fenómenos presentes y su intensidad.

Terminología complicadaTerminología complicada Modelos muy empíricosModelos muy empíricos

DESGASTEDESGASTE

¿¿Cómo identificar el desgaste?Cómo identificar el desgaste? Estado de la superficie Estado de la superficie Interacciones mecánicas (por ej. corte)Interacciones mecánicas (por ej. corte) Fenómenos físicos (trabamiento de Fenómenos físicos (trabamiento de

asperezas, deformación plástica, asperezas, deformación plástica, agrietamiento) agrietamiento)

Fenómenos químicos (oxidación)Fenómenos químicos (oxidación) Eventos o procesos (nucleación y Eventos o procesos (nucleación y

crecimiento de grietas)crecimiento de grietas)

DESGASTEDESGASTE

•Abrasivo, adhesivo, corrosivo, fatiga Abrasivo, adhesivo, corrosivo, fatiga superficial, fretting, erosivo. (Burwell superficial, fretting, erosivo. (Burwell and Strang)and Strang)

•Adhesión, delaminación, fretting, Adhesión, delaminación, fretting, abrasión, erosión, impacto, fatiga abrasión, erosión, impacto, fatiga superficial, corrosivo, difusivo superficial, corrosivo, difusivo (Jahamir)(Jahamir)

Clasificaciones propuestas para los procesos de desgaste:

DESGASTEDESGASTE

Adhesivo, adhesión severa, abrasión, Adhesivo, adhesión severa, abrasión, erosión, fatiga, delaminación, erosión, fatiga, delaminación, corrosivo, electrocorrosivo, fretting corrosivo, electrocorrosivo, fretting corrosión, cavitación, descarga corrosión, cavitación, descarga eléctrica y pulido. (Godfrey)eléctrica y pulido. (Godfrey)

Adhesión, abrasión, fatiga, corrosión u Adhesión, abrasión, fatiga, corrosión u oxidación, eléctrico. (Rice)oxidación, eléctrico. (Rice)

Pregunta: ¿Qué se observa en esas Pregunta: ¿Qué se observa en esas descripciones del desgaste?descripciones del desgaste?

Zum Gahr

DESGASTEDESGASTE

•Hay eventos que son comunes.Hay eventos que son comunes.

•Hay fenómenos físicos comunes Hay fenómenos físicos comunes presentespresentes

• Se observan cuatro mecanismos de Se observan cuatro mecanismos de básicos de desgaste, que son de gran básicos de desgaste, que son de gran utilidad para distinguir los procesos de utilidad para distinguir los procesos de desgastedesgaste

Norma DIN 50320: Adhesión, abrasión, Norma DIN 50320: Adhesión, abrasión, fatiga superficial y reacción triboquímica.fatiga superficial y reacción triboquímica.

DESGASTEDESGASTE

Procesos de desgasteProcesos de desgaste

cinemática del sistema

De Impacto Erosivo

Partículas +L,G

Gotas + L, G

Chorro (L, G)

Erosión de bajo ángulo

Erosión de alto ángulo

Deslizamiento Rodadura Oscilante

Erosión


Otras clasificaciones:Otras clasificaciones:Zum-GahrZum-GahrDesgaste por partículas duras (grooving wear)Desgaste por partículas duras (grooving wear)Desgaste por deslizamiento (sliding wear)Desgaste por deslizamiento (sliding wear)Desgaste por deslizamiento y rodadura.Desgaste por deslizamiento y rodadura.Desgaste erosivoDesgaste erosivoEn cada tipo están presentes cuatro mecanismos En cada tipo están presentes cuatro mecanismos

básicos:básicos: AdhesiónAdhesión AbrasiónAbrasión Fatiga superficialFatiga superficial Reacción triboquímicaReacción triboquímica


Acción de partículas duras (Arañado, abrasión)

Acción de partículas duras (Arañado, abrasión)

Superficies en contacto deslizante (deslizamiento).

Superficies en contacto deslizante (deslizamiento).

Acción de partículas libres o fluidos (erosión.)

Acción de partículas libres o fluidos (erosión.)

Combinación de deslizamiento y rodadura.

Combinación de deslizamiento y rodadura.

Procesos, clasificación

DESGASTEDESGASTE

Dinámica del desgaste. La ley que define la

variación de la magnitud del desgaste con el tiempo se denomina "dinámica del desgaste".

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

200

400

600

800

1000

1200

Pe

rdid

a d

e v

olu

me

n (

mm

3)

Tiempo (Horas)

55 ms-1

30 ms-1

DESGASTEDESGASTE

Periodo de Asentamiento.Periodo de Asentamiento. Se caracteriza por una alta Se caracteriza por una alta

velocidad e intensidad del velocidad e intensidad del desgaste. La magnitud del desgaste. La magnitud del desgaste en este periodo desgaste en este periodo puede llegar al 30 - 50 % del puede llegar al 30 - 50 % del desgaste permisible. Durante desgaste permisible. Durante este periodo el contacto se este periodo el contacto se produce en los picos mas altos produce en los picos mas altos de la rugosidad superficial de la rugosidad superficial generando altas presiones y generando altas presiones y deformaciones; con el deformaciones; con el transcurso del tiempo aumenta transcurso del tiempo aumenta Ar y la velocidad del desgaste Ar y la velocidad del desgaste se hace se hace

DESGASTEDESGASTE

Periodo de desgaste Periodo de desgaste normal.normal.

Producto de la disminución de las presiones reales, al existir una mayor área de contacto real; la velocidad del desgaste se hace constante y el desgaste sigue aumentando con un ritmo mas lento

ABC CAÑA LIMPIA

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

0 20000 40000 60000 80000 100000

DISTANCIA ( m )

PE

RD

IDA

DE

VO

LU

ME

N

(mm

3)55 ms-1

30 ms-1

DESGASTEDESGASTE

Periodo de desgaste Periodo de desgaste catastrófico.catastrófico.

La magnitud del desgaste La magnitud del desgaste es tal que se genera en la es tal que se genera en la unión tribológica cargas unión tribológica cargas dinámicas dinámicas complementarias; lo que complementarias; lo que representa aumento de la representa aumento de la temperatura; del nivel de temperatura; del nivel de ruido; y de las ruido; y de las vibraciones; este periodo vibraciones; este periodo se conoce como "periodo se conoce como "periodo de averíade avería

DESGASTEDESGASTE

INDICADORES DEL INDICADORES DEL DESGASTEDESGASTE

La determinación La determinación cuantitativa del desgaste cuantitativa del desgaste ha sido de interés para la ha sido de interés para la mayoría de los tribólogos mayoría de los tribólogos de diferentes épocas ya de diferentes épocas ya que ello permitiría que ello permitiría incorporar a los cálculos incorporar a los cálculos de diseño el efecto de la de diseño el efecto de la fricción y el desgaste, sin fricción y el desgaste, sin embargo este es un embargo este es un problema no resuelto en problema no resuelto en la actualidad.. la actualidad..

Los avances alcanzados Los avances alcanzados por la tribología han por la tribología han establecido determinados establecido determinados parámetros que parámetros que caracterizan al desgaste. caracterizan al desgaste. Estos parámetros se Estos parámetros se reconocen como reconocen como indicadores del desgaste indicadores del desgaste y permiten evaluar , y permiten evaluar , estudiar, caracterizar y estudiar, caracterizar y diagnosticar el desgaste, diagnosticar el desgaste, estos sonestos son::

DESGASTEDESGASTE Desgaste lineal (Wh, µm): Se Se

utiliza cuando los valores utiliza cuando los valores absolutos del desgaste son de absolutos del desgaste son de medianos a altos y está medianos a altos y está fundamentado en la medición fundamentado en la medición de las dimensiones de las de las dimensiones de las piezas antes y después del piezas antes y después del ensayo de desgaste, la ensayo de desgaste, la exactitud de este método exactitud de este método depende la de calidad de los depende la de calidad de los medios de medición que se medios de medición que se utilicen. utilicen.

Desgaste volumétrico (Wv, mm3).: Este se fundamenta Este se fundamenta en la medición del volumen en la medición del volumen antes y después del proceso antes y después del proceso de desgaste. Es también de desgaste. Es también usado con frecuencia y al igual usado con frecuencia y al igual que el indicador anterior que el indicador anterior requiere de medios de requiere de medios de medición de alta precisión. medición de alta precisión. Este generalmente se Este generalmente se determina partiendo del determina partiendo del indicador lineal del desgasteindicador lineal del desgaste

S

WI

f

hh AWW nhV

DESGASTEDESGASTE Desgaste gravimétrico

(Wg ,mg): Este indicador Este indicador generalmente se utiliza generalmente se utiliza para la determinación del para la determinación del desgaste de piezas de desgaste de piezas de pequeñas dimensiones pequeñas dimensiones las cuales se pesan antes las cuales se pesan antes y después del desgaste. y después del desgaste. Antes del pesaje las Antes del pesaje las piezas deben ser lavadas piezas deben ser lavadas y secadas eliminar y secadas eliminar partículas, polvos, los partículas, polvos, los productos de desgaste, productos de desgaste, grasas y otrosgrasas y otros

Intensidad energética del desgaste (Ie): La La intensidad energética del intensidad energética del desgaste se utiliza desgaste se utiliza fundamentalmente para fundamentalmente para evaluar materiales de evaluar materiales de frenos, embragues, etc. frenos, embragues, etc. Esta relaciona el Esta relaciona el desgaste volumétrico y el desgaste volumétrico y el trabajo de fricción.trabajo de fricción.

S

WI

f

gg

810SA

WIhIg

fn

gSF

WI

ff

Ve

DESGASTEDESGASTE

Resistencia al desgaste (Wd ): Es la capacidad Es la capacidad de un material de ofrecer de un material de ofrecer resistencia al desgaste y resistencia al desgaste y se determina como el se determina como el inverso del desgaste. A inverso del desgaste. A de señalarse que la de señalarse que la misma dependerá del tipo misma dependerá del tipo de indicador que se haya de indicador que se haya utilizado para medir el utilizado para medir el desgaste (Wh, Wg, Wv). desgaste (Wh, Wg, Wv).

Resistencia relativa al desgaste (Wr ): Es la Es la relación que existe entre relación que existe entre el desgaste de la muestra el desgaste de la muestra que se está ensayando y que se está ensayando y el patrón de referencia el patrón de referencia que puede ser el que puede ser el establecido por la norma establecido por la norma o el tomado como o el tomado como referencia durante los referencia durante los estudios. estudios.

WW d

1

W

WW

p

mr

DESGASTEDESGASTE

Velocidad o razón de desgaste (W'): A A través de este través de este indicador se mide el indicador se mide el ritmo del proceso de ritmo del proceso de desgaste y no es más desgaste y no es más que la relación que que la relación que existe entre el existe entre el desgaste y el tiempo desgaste y el tiempo en que este ha tenido en que este ha tenido lugar. lugar.

tW

WhI

Cuatro mecanismos básicos

Adhesión: formación y rotura de juntas interfaciales adhesivas (uniones soldadas en frio)

Adhesión: formación y rotura de juntas interfaciales adhesivas (uniones soldadas en frio)

Abrasión: remoción de material por arañado, arado o formación de surcos. (scratching)

Abrasión: remoción de material por arañado, arado o formación de surcos. (scratching)

Fatiga superficial: fatiga y formación de grietas en la superficie debido a esfuerzos cíclicos.

Fatiga superficial: fatiga y formación de grietas en la superficie debido a esfuerzos cíclicos.

Triboquímico: Oxidación o corrosión de las superficies que deslizan, provocada por la presencia de agentes químicos o

ambientales.

Triboquímico: Oxidación o corrosión de las superficies que deslizan, provocada por la presencia de agentes químicos o

ambientales.

DESGASTEDESGASTE

No es un mecanismoNo es un mecanismo Está presente en muchos procesos de Está presente en muchos procesos de

desgaste.desgaste. En todos juega un papel muy En todos juega un papel muy

importanteimportante Cambia las propiedades y la Cambia las propiedades y la

respuesta del material.respuesta del material. Dificultades en la predicción del Dificultades en la predicción del

comportamiento.comportamiento.

Deformación plástica

DESGASTEDESGASTE

Sistemas donde predomina el mecanismo de adhesiónSistemas donde predomina el mecanismo de adhesión

DESGASTEDESGASTEAdhesiónAdhesión

Mecanismo adhesivoMecanismo adhesivo.-.- La La atracción molecular atracción molecular (cohesión) produce una (cohesión) produce una unión adhesiva (micro unión adhesiva (micro soldadura) de las soldadura) de las asperezas en contacto; el asperezas en contacto; el movimiento relativo de movimiento relativo de los cuerpos cizalla esta los cuerpos cizalla esta unión produciendo la unión produciendo la transferencia de un transferencia de un material de un cuerpo material de un cuerpo hacia otro y/o la hacia otro y/o la generación de partículas generación de partículas de desgaste. de desgaste.

Como adhesión se Como adhesión se entiende el fenómeno de entiende el fenómeno de formación de una fuerte formación de una fuerte unión de los metales en unión de los metales en las áreas reales de las áreas reales de contacto como resultado contacto como resultado de la fricción, de los de la fricción, de los procesos de deformación procesos de deformación mutua y para mutua y para temperaturas inferiores a temperaturas inferiores a la de recristalización. la de recristalización. Durante estos procesos Durante estos procesos se forman fuertes se forman fuertes uniones en diferentes uniones en diferentes puntos en contacto. puntos en contacto.

DESGASTEDESGASTE

Propiedades físicas y químicas de los Propiedades físicas y químicas de los materiales materiales

Modo de aplicación y valor de la carga Modo de aplicación y valor de la carga aplicada. aplicada.

Contaminación (presencia de óxidos)Contaminación (presencia de óxidos) RugosidadRugosidad Cohesión: materiales similaresCohesión: materiales similares Adhesión: se preserva la junta inicial. Adhesión: se preserva la junta inicial. Área real de contactoÁrea real de contacto

Formación de uniones depende de:

DESGASTEDESGASTE

Superfícies em contatoplastificação caldeamento

Ruptura na interface

Ruptura fora da interface

Transferência de material

DESGASTEDESGASTE

Secuencia de eventos:

2. Deformación plástica de las asperezas

1. Altas presiones locales entre asperezas en contacto

3. Adhesión y formación de uniones.

4. Ruptura de las uniones con transferencia de material

Aumento de carga, velocidad y temperatura pueden acelerar el proceso

DESGASTEDESGASTE

Fricción por Fricción por cizallamientocizallamiento.- Si la .- Si la unión adhesiva es unión adhesiva es menos resistente que menos resistente que los materiales base; los materiales base; el cizallamiento el cizallamiento ocurre en la interfaseocurre en la interfase

DESGASTEDESGASTE

Fricción por soldaduraFricción por soldadura.- .- La unión adhesiva es La unión adhesiva es mas resistente que uno mas resistente que uno de los materiales base, la de los materiales base, la destrucción ocurre en la destrucción ocurre en la masa del material menos masa del material menos resistente produciéndose resistente produciéndose la transferencia de la transferencia de material del cuerpo material del cuerpo blando al cuerpo duroblando al cuerpo duro..

DESGASTEDESGASTE

La unión adhesiva es más La unión adhesiva es más resistente que ambos resistente que ambos materiales base: materiales base: La ruptura La ruptura de la unión ocurre de la unión ocurre fundamentalmente por la masa fundamentalmente por la masa del material menos resistente, del material menos resistente, pero también puede ocurrir pero también puede ocurrir desprendimiento de partículas desprendimiento de partículas de la masa del material más de la masa del material más resistente. El intenso desgaste resistente. El intenso desgaste del material más blando puede del material más blando puede estar acompañado del estar acompañado del desgaste del material más desgaste del material más resistente resistente

DESGASTEDESGASTE

Daño superficial Daño superficial dominado por dominado por fractura de uniones fractura de uniones en desgaste en desgaste deslizante severo. deslizante severo. Acero AISI D1 Acero AISI D1 contra D1contra D1

DESGASTEDESGASTE

El modelo de Archard es el modelo más simple El modelo de Archard es el modelo más simple de adhesión:de adhesión: Partícula de diámetro 2aPartícula de diámetro 2a Fractura de la unión AB, ocurre y genera un Fractura de la unión AB, ocurre y genera un

escombroescombro La sumatoria de los eventos (contactos de La sumatoria de los eventos (contactos de

asperezas) permite estimar el volumen de material asperezas) permite estimar el volumen de material desprendido:desprendido:

w=kS. W/Hw=kS. W/H , k = probabilidad de formación , k = probabilidad de formación de una partícula,de una partícula,((Coeficiente de desgasteCoeficiente de desgaste))

DESGASTEDESGASTE

Trabamiento entre Trabamiento entre irregularidades irregularidades (polímero-metal)(polímero-metal)

Difusión de átomos o Difusión de átomos o moléculas a través de moléculas a través de la intercara, importante la intercara, importante en polímerosen polímeros

Micro mecanismos de adhesión

DESGASTEDESGASTE

Teoría electrónica: transferencia de electrones a través de la intercara (fuerzas electroestáticas)

Teoría de adsorción: enlaces secundarios

-

+

- - - --

+ + + +

-

++

-

+

-

+

-

+

-

+

-

-

+

-

+-

+

-

+

-

+

+

-

DESGASTEDESGASTE

DESGASTEDESGASTE

Es definido por la ASTM como:Es definido por la ASTM como: aquel aquel debido a partículas o protuberancias debido a partículas o protuberancias duras que son forzadas contra una duras que son forzadas contra una superficie bajo la acción de un superficie bajo la acción de un movimiento relativo con respecto a ellas movimiento relativo con respecto a ellas (36).(36).

Este mecanismo es particularmente Este mecanismo es particularmente

evidente en áreas industriales tales evidente en áreas industriales tales como agricultura, minería, como agricultura, minería, procesamiento de materiales, procesamiento de materiales, movimiento de tierra, y esencialmente movimiento de tierra, y esencialmente en cualquier lugar donde polvo, rocas y en cualquier lugar donde polvo, rocas y minerales estén siendo manejados. De minerales estén siendo manejados. De igual manera los procesos tales como igual manera los procesos tales como esmerilado y maquinado son esmerilado y maquinado son considerados como procesos abrasivos considerados como procesos abrasivos en una escala mayor.en una escala mayor.

El desgaste abrasivo básicamente El desgaste abrasivo básicamente ocurre bajo dos situaciones. El primer ocurre bajo dos situaciones. El primer caso sucede en contactos donde una caso sucede en contactos donde una de las dos superficies deslizantes es de las dos superficies deslizantes es considerablemente mas dura que la otra considerablemente mas dura que la otra (abrasión dos cuerpos) p. Ej.: (abrasión dos cuerpos) p. Ej.: operaciones mecánicas tales como operaciones mecánicas tales como esmerilado, cepillado y torneado. esmerilado, cepillado y torneado.

En el segundo caso la superficie dura es En el segundo caso la superficie dura es

un tercer cuerpo, generalmente una un tercer cuerpo, generalmente una partícula dura que es introducida dentro partícula dura que es introducida dentro del contacto, atrapada entre las otras del contacto, atrapada entre las otras dos superficies y suficientemente dura dos superficies y suficientemente dura para abraer tanto una o ambas para abraer tanto una o ambas superficies (abrasión tres cuerpos) p. superficies (abrasión tres cuerpos) p. Ej.: procesos de movimiento de tierra o Ej.: procesos de movimiento de tierra o preparación de suelos preparación de suelos

DESGASTE ABRASIVODESGASTE ABRASIVO

DESGASTEDESGASTE

Sistemas donde predomina el mecanismo Sistemas donde predomina el mecanismo de abrasiónde abrasión

DESGASTEDESGASTE

En lo que se refiere al ambiente de En lo que se refiere al ambiente de contacto, este es clasificado como sistema contacto, este es clasificado como sistema abierto (libre) o sistema cerrado abierto (libre) o sistema cerrado (restringido). Existe también otra forma de (restringido). Existe también otra forma de categorizar el desgaste abrasivo como de categorizar el desgaste abrasivo como de bajo esfuerzo, alto esfuerzo y acanalado.bajo esfuerzo, alto esfuerzo y acanalado.

DESGASTEDESGASTE En dependencia de la geometría de la superficie dura y En dependencia de la geometría de la superficie dura y

el grado de penetración, varios micromecanismos han el grado de penetración, varios micromecanismos han sido propuestos para explicar como el material es sido propuestos para explicar como el material es removido de la superficie por abrasión. Esos procesos removido de la superficie por abrasión. Esos procesos incluyen fractura, fatiga y fusión. Pero debido a la incluyen fractura, fatiga y fusión. Pero debido a la complejidad del fenómeno de abrasión, ningún complejidad del fenómeno de abrasión, ningún mecanismo actúa completamente en la perdida de mecanismo actúa completamente en la perdida de material. La remoción de material puede tomar material. La remoción de material puede tomar diferentes formas, tales como microarado diferentes formas, tales como microarado (microploughing), formación de cuñas (wedge formation) (microploughing), formación de cuñas (wedge formation) o corte (microcutting), como lo presento Hokkirigawa y o corte (microcutting), como lo presento Hokkirigawa y Kato (39 y 40), al igual que microfatiga y microfisuras. Kato (39 y 40), al igual que microfatiga y microfisuras.

DESGASTEDESGASTE

DESGASTEDESGASTE El microarado es el proceso de El microarado es el proceso de

desplazamiento de material desplazamiento de material desde un surco hacia los desde un surco hacia los lados. Este micromecanismo lados. Este micromecanismo ocurre bajo cargas ligeras y no ocurre bajo cargas ligeras y no resulta en ninguna perdida de resulta en ninguna perdida de material. El daño ocurre en material. El daño ocurre en cercanías de la superficie en la cercanías de la superficie en la forma de apilamiento de forma de apilamiento de dislocaciones mediante dislocaciones mediante trabajado en frió. Si un trabajado en frió. Si un posterior barrido ocurre sobre posterior barrido ocurre sobre esta superficie previamente esta superficie previamente deformada, entonces el trabajo deformada, entonces el trabajo adicional puede resultar en adicional puede resultar en perdida de material a través de perdida de material a través de microfatiga microfatiga

DESGASTEDESGASTE

Para materiales Para materiales dúctiles, los dúctiles, los mecanismos de mecanismos de microarado, microarado, formación de cuña y formación de cuña y microcorte han sido microcorte han sido observados (39) observados (39) como lo muestra la como lo muestra la figura figura

Estudio mediante microscopia electrónica de barrido en el que se representa a los micromecanismos de abrasión controlados por deformación plástica.

a1: microarado, b1 y c1: formación de cuña (proa y popa), d1: microcorte. (39).

DESGASTEDESGASTE Durante el proceso de Durante el proceso de

microcorte, la punta microcorte, la punta abrasiva remueve una abrasiva remueve una astilla o viruta, tal como una astilla o viruta, tal como una herramienta de maquinado herramienta de maquinado lo hace. Para partículas lo hace. Para partículas abrasivas agudas, existe un abrasivas agudas, existe un ángulo crítico para el cual ángulo crítico para el cual hay una transición de hay una transición de microarado a microcorte. microarado a microcorte. Este ángulo dependerá del Este ángulo dependerá del material que esta siendo material que esta siendo abrasionado. Esta situación abrasionado. Esta situación fue reportada por Seldriks y fue reportada por Seldriks y Mulhearn . Mulhearn .

DESGASTEDESGASTEDesgaste suave Desgaste severo

Micro corte

Micro arado

Rela

ción

cort

e/a

rad

o

Ángulo de ataque α/Ángulo Crítico de ataque αc

DESGASTEDESGASTE Los materiales frágiles tienen Los materiales frágiles tienen

un micromecanismo adicional un micromecanismo adicional en desgaste abrasivo, llamado en desgaste abrasivo, llamado microfractura. Este ocurre microfractura. Este ocurre cuando las fuerzas aplicadas cuando las fuerzas aplicadas por el grano abrasivo exceden por el grano abrasivo exceden la tenacidad de fractura del la tenacidad de fractura del material. La microfractura es material. La microfractura es algunas veces el mecanismo algunas veces el mecanismo de desgaste severo de desgaste severo predominante en materiales predominante en materiales cerámicos, y esta activo en cerámicos, y esta activo en materiales tales como Hierro materiales tales como Hierro Fundido Blancos.Fundido Blancos.

DESGASTEDESGASTE

Modelo de Rabinowicz

wV gg Hl

tan2

DESGASTEDESGASTE

Modelo de Zum Gahr

AAAf vab/1

21

Fab = 1 micro corte idealFab =0 microarado idealFab >1 microagrietamiento.

DESGASTEDESGASTE

La perdida de material en terminos La perdida de material en terminos de la distancia de deslizamiento de la distancia de deslizamiento esta dada por :esta dada por :

AfV Vabl lV

En materiales ductiles viene dada porEn materiales ductiles viene dada por:: AlAV

AfV Vabd/

A es el area aparente de contacto de la particula.

En materiales fragiles se obtieneEn materiales fragiles se obtiene:

AAAf Vab/1

21

KHPDAHV cabfdeffP

2

1

25.05.1

3//

Micro agrietamiento fab>1

DESGASTEDESGASTE

Efecto de las propiedades del material en el desgaste Efecto de las propiedades del material en el desgaste abrasivoabrasivo

Se ha mostrado, tanto teórica Se ha mostrado, tanto teórica como experimentalmente, como experimentalmente, que la dureza del material se que la dureza del material se correlaciona con su nivel de correlaciona con su nivel de abrasión. Khrushchov (56), abrasión. Khrushchov (56), desarrollo una gran cantidad desarrollo una gran cantidad de ensayos y obtuvo una de ensayos y obtuvo una relación inversa entre la tasa relación inversa entre la tasa de abrasión y la dureza en de abrasión y la dureza en recocido para materiales recocido para materiales puros. De igual manera, se puros. De igual manera, se realizaron ensayos sobre realizaron ensayos sobre aceros de dureza variable.aceros de dureza variable.

Efecto de la dureza del material

DESGASTEDESGASTE En el modelo simple de desgaste abrasivo desarrollado En el modelo simple de desgaste abrasivo desarrollado

anteriormente, las diferencias en las características del abrasivo han anteriormente, las diferencias en las características del abrasivo han sido incluidas en algunas constantes de los modelos planteados. Por sido incluidas en algunas constantes de los modelos planteados. Por lo tanto evidente que cambiando el abrasivo cambiara la tasa de lo tanto evidente que cambiando el abrasivo cambiara la tasa de desgaste.desgaste.

La dureza de la partícula abrasiva es importante en la tasa de La dureza de la partícula abrasiva es importante en la tasa de abrasión del material. Cuando la dureza de un abrasivo excede a la abrasión del material. Cuando la dureza de un abrasivo excede a la del material el desgaste abrasivo llega a ser mucho mas intenso; el del material el desgaste abrasivo llega a ser mucho mas intenso; el abrasivo es capaz de penetrar la superficie y cortar/remover material abrasivo es capaz de penetrar la superficie y cortar/remover material sin que sus esquinas cortantes se quiebren o redondeen.sin que sus esquinas cortantes se quiebren o redondeen.

DESGASTEDESGASTE Efecto de la estructura y Efecto de la estructura y

orientación cristalinaorientación cristalina Alison y Wilman (58) mostró que Alison y Wilman (58) mostró que

metales cúbicos se desgastan metales cúbicos se desgastan alrededor del doble que metales alrededor del doble que metales hexagonales, situación esta que hexagonales, situación esta que fue atribuida a la baja tasa de fue atribuida a la baja tasa de endurecimiento por trabajado de endurecimiento por trabajado de los metales hexagonales.los metales hexagonales.

Stein (59) posteriormente estudio Stein (59) posteriormente estudio el desgaste de cristales simples. el desgaste de cristales simples. Rayando metales BCC y FCC Rayando metales BCC y FCC con una superficie preparada con una superficie preparada sobre el plano (001), mostró un sobre el plano (001), mostró un rayado amplio, lo cual implica rayado amplio, lo cual implica alto desgaste a lo largo de las alto desgaste a lo largo de las direcciones <100> que de las direcciones <100> que de las <110>.<110>.

Efecto de la Efecto de la microestructura y la microestructura y la composicióncomposición

Las fases austenita y bainita de Las fases austenita y bainita de igual dureza, muestran una mayor igual dureza, muestran una mayor resistentes a la abrasión que la resistentes a la abrasión que la ferrita y perlita. Esto es debido a ferrita y perlita. Esto es debido a la alta capacidad de la alta capacidad de endurecimiento por deformación y endurecimiento por deformación y ductilidad de la austenita.ductilidad de la austenita.

El aleamiento es algunas veces El aleamiento es algunas veces usado para mejorar el desempeño usado para mejorar el desempeño de un material. Esas adiciones de un material. Esas adiciones pueden tomar tanto espacios pueden tomar tanto espacios intersticiales como sustitucionales intersticiales como sustitucionales dentro de la red cristalina.dentro de la red cristalina.

DESGASTEDESGASTE

Adicional a las propiedades del Adicional a las propiedades del material, el ambiente también material, el ambiente también afecta al desgaste. Debe afecta al desgaste. Debe recordarse que, como se indicó recordarse que, como se indicó anteriormente, la tasa de perdida anteriormente, la tasa de perdida por abrasión no es solo intrínseca por abrasión no es solo intrínseca al material.al material.

Factores ambientales que afectan Factores ambientales que afectan a estas pérdidas incluyen, pero no a estas pérdidas incluyen, pero no están limitados, al tipo de abrasivo están limitados, al tipo de abrasivo y sus características, y sus características, temperaturas, velocidad de temperaturas, velocidad de contacto, carga unitaria del contacto, carga unitaria del abrasivo sobre el material, abrasivo sobre el material, humedad y efectos corrosivos.humedad y efectos corrosivos.

La dureza de la partícula La dureza de la partícula abrasiva es importante abrasiva es importante en la tasa de abrasión en la tasa de abrasión del material. Cuando la del material. Cuando la dureza de un abrasivo dureza de un abrasivo excede a la del material excede a la del material el desgaste abrasivo el desgaste abrasivo llega a ser mucho mas llega a ser mucho mas intenso; el abrasivo es intenso; el abrasivo es capaz de penetrar la capaz de penetrar la superficie y superficie y cortar/remover material cortar/remover material sin que sus esquinas sin que sus esquinas cortantes se quiebren o cortantes se quiebren o redondeen.redondeen.

Tipo de abrasivoTipo de abrasivoEfecto del ambiente sobre el desgaste abrasivoEfecto del ambiente sobre el desgaste abrasivo

DESGASTEDESGASTE

De igual manera se ha demostrado De igual manera se ha demostrado que el desgaste abrasivo es que el desgaste abrasivo es proporcional a la carga, siguiendo proporcional a la carga, siguiendo la relación de Holm-Archard. Sin la relación de Holm-Archard. Sin embargo, este efecto proporcional embargo, este efecto proporcional cae cuando la carga es cae cuando la carga es demasiadamente alta como para demasiadamente alta como para fracturar las partículas abrasivas. fracturar las partículas abrasivas. Si la fuerza es tal como para Si la fuerza es tal como para fracturar las partículas abrasiva se fracturar las partículas abrasiva se crearan nuevas puntas angulares, crearan nuevas puntas angulares, y en consecuencia el desgaste se y en consecuencia el desgaste se incrementara. Si las puntas de las incrementara. Si las puntas de las partículas son redondeadas, el partículas son redondeadas, el desgaste disminuirá.desgaste disminuirá.

acercamiento muy general es tomado acercamiento muy general es tomado por Lim y Ashby (104) quienes por Lim y Ashby (104) quienes mostraron los rangos de validez de mostraron los rangos de validez de seis tipos diferentes de modos de seis tipos diferentes de modos de desgaste en un mapa de desgaste, desgaste en un mapa de desgaste, con presión de contacto normalizada y con presión de contacto normalizada y velocidad normalizada como velocidad normalizada como coordenadas, dando ademas las coordenadas, dando ademas las ecuaciones de desgaste para cada ecuaciones de desgaste para cada modo.modo.

Es posible observar algunas Es posible observar algunas características comunes cuando se características comunes cuando se estudian las ecuaciones propuestas estudian las ecuaciones propuestas para los diferentes modos de para los diferentes modos de desgaste. Algunas veces el volumen desgaste. Algunas veces el volumen (V) desgastado es directamente (V) desgastado es directamente proporcional a la carga normal (ω) y a proporcional a la carga normal (ω) y a la distancia de movimiento (s) e la distancia de movimiento (s) e inversamente proporcional a la dureza inversamente proporcional a la dureza del material (H). Esta relación del material (H). Esta relación conocida como la relación de Holm-conocida como la relación de Holm-Archard puede ser formulada como:Archard puede ser formulada como:

Efecto de la carga

H

s K'V

DESGASTEDESGASTE Para propósitos de diseño y Para propósitos de diseño y

desarrollo de materiales es desarrollo de materiales es necesario tener algún necesario tener algún parámetro cuantitativo parámetro cuantitativo universal para el desgaste. universal para el desgaste. Usar el volumen de material Usar el volumen de material removido no es útil o ilustrativo removido no es útil o ilustrativo debido a las muy diferentes debido a las muy diferentes condiciones de ensayo condiciones de ensayo usadas. La llamada relación usadas. La llamada relación del desgaste de Holm-Archard del desgaste de Holm-Archard es algunas veces usada para es algunas veces usada para formular la tasa del desgaste formular la tasa del desgaste (también referenciada como (también referenciada como coeficiente de desgaste por coeficiente de desgaste por algunos autores) el cual es un algunos autores) el cual es un valor práctico y más general valor práctico y más general para la cantidad de desgaste.para la cantidad de desgaste.

s

V

H

K'K

Adhesión severa

Aumenta el desgaste

Adhesión y abrasión

Fusión desgaste

Procesos térmicos

Desgaste oxidativo

Velocidad normalizada, V

Pre

sión n

orm

aliz

ada,

p

Inte

nsi

dad

de d

esg

ast

e m

m3m

-1

Carga (N)

velocidad

desgaste

Resi

stiv

idad (

Ω)

Resistencia

Rapidez de desgaste y resistividad eléctrica para un pin de latón al plomo ensayado deslizando contra stellita como una función de la carga normal.

Desgaste por deslizamiento- Mapas

Adhesión severa

Aumenta el desgaste

Adhesión y abrasión

Fusión desgaste

Procesos térmicos

Desgaste

oxidativo

Velocidad normalizada, V

Pre

sión n

orm

aliz

ada,

p

Mapa de mecanismos encontrados para aceros variando carga y velocidad. Arreglo pin - disco

Desgaste por deslizamiento- Mapas

DESGASTEDESGASTE

DESGASTEDESGASTE La fatiga puede ser el mecanismo La fatiga puede ser el mecanismo

generador del fisuramiento en gran generador del fisuramiento en gran escala y de la liberación de material de escala y de la liberación de material de la superficie para formar partículas de la superficie para formar partículas de desgaste.desgaste.

El desgaste por fatiga superficial es un El desgaste por fatiga superficial es un mecanismo de falla que limita el mecanismo de falla que limita el tiempo de vida en rodamientos de tiempo de vida en rodamientos de bolas y rodillos, al igual que en los bolas y rodillos, al igual que en los engranajes en contacto. En estos engranajes en contacto. En estos contactos concentrados la presión contactos concentrados la presión Hertziana crea en las superficies un Hertziana crea en las superficies un campo de esfuerzos debajo de ella campo de esfuerzos debajo de ella como sucede en el caso de rodadura como sucede en el caso de rodadura pura, y se mueve hacia ésta con el pura, y se mueve hacia ésta con el incremento de la tracción. Para incremento de la tracción. Para coeficientes de fricción que exceden el coeficientes de fricción que exceden el valor de 0.32 el máximo esfuerzo valor de 0.32 el máximo esfuerzo cortante se obtiene sobre la superficie.cortante se obtiene sobre la superficie.

Bajo condiciones de contactos por Bajo condiciones de contactos por rodadura donde el campo de esfuerzos rodadura donde el campo de esfuerzos se mueve repetidamente sobre la se mueve repetidamente sobre la superficie, tiene lugar un daño por superficie, tiene lugar un daño por fatiga en cercanías a la superficie del fatiga en cercanías a la superficie del material. Las vacantes o el apilamiento material. Las vacantes o el apilamiento de dislocaciones pueden ser el núcleo de dislocaciones pueden ser el núcleo para que la primera grieta se genere. para que la primera grieta se genere. Una vez la grieta está presente, esta Una vez la grieta está presente, esta puede propagarse rápidamente puede propagarse rápidamente uniéndose con otras grietas y uniéndose con otras grietas y liberando de la superficie material. liberando de la superficie material. Esto trae como resultado grandes Esto trae como resultado grandes cráteres en la superficie con diámetros cráteres en la superficie con diámetros que van de uno a dos milímetros y de que van de uno a dos milímetros y de una rápida destrucción de la superficie.una rápida destrucción de la superficie.

DESGASTEDESGASTE

Picado por fatiga en rodadura de contactoPicado por fatiga en rodadura de contacto

Dos modelos:Dos modelos: Grietas superficialesGrietas superficiales

Esfuerzos alternativos en el Esfuerzos alternativos en el área sumados a defectos, área sumados a defectos, interacciones con el elemento interacciones con el elemento lubricante o escombros. lubricante o escombros.

Las altas presiones Las altas presiones hidrostáticas aceite que llena hidrostáticas aceite que llena las grietas, causa su avance.las grietas, causa su avance.

DESGASTEDESGASTEPicado por fatiga por rodadura de contactoPicado por fatiga por rodadura de contacto

Esfuerzos de Hertz Esfuerzos de Hertz incrementados por entalles incrementados por entalles internos (inclusiones, grandes internos (inclusiones, grandes carburos). carburos).

El avance de la grieta hasta la El avance de la grieta hasta la superficie produce picado.superficie produce picado.

Grietas bajo la superficieGrietas bajo la superficie

EntalleEntalle

GrietasGrietas

DESGASTEDESGASTE El desgaste por Delaminación El desgaste por Delaminación

es un tipo de desgaste que es un tipo de desgaste que ocurre sobre una escala ocurre sobre una escala microscópica en contactos por microscópica en contactos por deslizamiento cuando las deslizamiento cuando las asperezas superficiales asperezas superficiales repetidamente deslizan sobre repetidamente deslizan sobre otras. En este caso pequeñas otras. En este caso pequeñas grietas se nuclean debajo de la grietas se nuclean debajo de la superficie. La nucleación de superficie. La nucleación de grietas cercanas a la superficie grietas cercanas a la superficie no puede ocurrir debido al no puede ocurrir debido al estado triaxial de cargas estado triaxial de cargas compresivas, las cuales se compresivas, las cuales se encuentran justo por debajo de encuentran justo por debajo de la región de contacto. la región de contacto.

Cargas y deformaciones Cargas y deformaciones adicionales causaran la adicionales causaran la extensión y propagación de la extensión y propagación de la grieta y su adición a grietas grieta y su adición a grietas aledañas. Las grietas tienden aledañas. Las grietas tienden a propagarse paralelas a la a propagarse paralelas a la superficie, resultando en superficie, resultando en delaminación de largas y delaminación de largas y delgadas placas de desgaste.delgadas placas de desgaste.

La teoría del desgaste por La teoría del desgaste por delaminación fue desarrollada delaminación fue desarrollada y ha sido descrita en detalle y ha sido descrita en detalle por Suh (73 y 55) y Suh et al, por Suh (73 y 55) y Suh et al, (74).(74).

DESGASTEDESGASTE

Sistemas donde predomina el mecanismo de Fatiga superficialSistemas donde predomina el mecanismo de Fatiga superficial

DESGASTEDESGASTE

DESGASTEDESGASTEfisura

Contacto deslizante en presencia de Contacto deslizante en presencia de reacciones con el ambiente (gas o líquido)reacciones con el ambiente (gas o líquido)

Remoción Remoción continua de metal continua de metal y de productos de y de productos de la reacción la reacción química presente. química presente.

En presencia de En presencia de oxigeno, los oxigeno, los escombros escombros consisten de consisten de grandes óxidosgrandes óxidos

Velocidad del proceso es función Velocidad del proceso es función del material y el ambiente del material y el ambiente

PROCESOS DE DESGASTE CORROSIVOPROCESOS DE DESGASTE CORROSIVO::• Película de lubricación permanentePelícula de lubricación permanente• Película débil de corto tiempo de duraciónPelícula débil de corto tiempo de duración• Formación de un par galvanicoFormación de un par galvanico• Corrosión y desgaste independientesCorrosión y desgaste independientes

Contacto entre Contacto entre asperezas produce asperezas produce adhesión y escombros adhesión y escombros que son oxidados.que son oxidados.

La reacción química La reacción química del metal con el del metal con el ambiente producen ambiente producen capas protectoras capas protectoras que evitan el que evitan el contacto metálico.contacto metálico.

Agtrietamiento de las Agtrietamiento de las capas protectoras, capas protectoras, debido a altos esfuerzos debido a altos esfuerzos locales. Esto produce locales. Esto produce escombros no metáicos.escombros no metáicos.

Los escombros. Los escombros. Metálico y no metálicos, Metálico y no metálicos, actuan como abrasivos.actuan como abrasivos.

Modelo para el proceso 2 de desgaste corrosivoModelo para el proceso 2 de desgaste corrosivo

El incremento en el coeficienteEl incremento en el coeficienteDe fricción no es seguido De fricción no es seguido Inmediatamente por el incremento de la rata de fricciónInmediatamente por el incremento de la rata de fricción

Efecto del OxigenoEn el lubricante.Se crea una película De fácil remoción en la Superficie del desgaste

Transición entre desgaste corrosivo y adhesivoTransición entre desgaste corrosivo y adhesivo

Sinergia entre desgasteSinergia entre desgasteCorrosivo y abrasivoCorrosivo y abrasivo

Cinética del crecimiento de Cinética del crecimiento de Película de oxidoPelícula de oxido

clase tribología

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