desgaste de materiales por roce

Instituto Profesional Santo Tomás.

Antofagasta.

INTEGRANTES: YERKO IBACACHE.VICENTE ZEPEDA.

LUIS RAMOS.VALERIA MARTÍNEZ

ASIGNATURA: MANTENIMIENTO MECÁNICO.PROFESOR: NICOLÁS VARELA M.

CARRERA: TECNICO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

TALLER N°1:

TEMA N°5: DESGASTE DE MATERIALES POR ROCE.

Desgaste de Materiales por Roce.

Introducción.

El desgaste es conocido desde que el ser humano comenzó a utilizar los elementos como herramientas y utensilios domésticos.

Este fenómeno, al igual que la corrosión y la fatiga, es una de las formas más importantes de la degradación de piezas, elementos mecánicos y equipos industriales.

El desgaste puede ser definido como el daño superficial que sufren los materiales después de determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos. Se manifiesta, por lo general en las superficies de los materiales, sin embargo, dependiendo del grado del desgaste, este pudiera incluso afectar la sub superficie. El resultado de este fenómeno, es la pérdida de material lo que trae aparejado la disminución de la pieza y por ende, la pérdida de tolerancias.

Los mecanismos de daño en los materiales se deben principalmente a la deformación plástica, formación y propagación de grietas, corrosión y/o desgaste.

Siendo el desgaste un tema importante dentro de la mantención de los equipos, por la naturaleza innata de éste, se han debido tomar cuenta los siguientes factores para idear estrategias para prevenirlo o combatirlo:

1. Mantener baja la presión de contacto.2. Mantener baja la velocidad de deslizamiento.3. Mantener lisas las superficies de los rodamientos.4. Usar materiales duros.5. Asegurar bajos coeficientes de fricción.6. Usar lubricantes, adecuados según el material, la operación y temperatura.

El Desgaste.

Este fenómeno puede ser definido como el proceso mediante el cual, el material es desprendido de una o de ambas superficies que se encuentran en movimiento.

Considerando el desgaste como un factor atendido desde una perspectiva tribológica, se debe entender que la pérdida de material es un proceso lento, pero estable y continuo que finaliza con la degradación total de la pieza o equipo.

Es bastante complejo clasificar los tipos de desgaste tomando en cuenta que todo tipo de materiales, debido al uso o desuso se ve afectado por el desgaste. Más aun considerando todos los tipos de desgaste a los que puede estar afecto un material, componente, pieza o equipo. La razón de ésta dificultad es que el desgaste o resistencia al desgaste no es una propiedad intrínseca del material, como lo es el esfuerzo o la dureza.

Por ello, para clasificar el desgaste habrá que tomar 2 aspectos en consideración:

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1. Basado en la forma en que ocurre el desgaste en las piezas o componentes; esto es: picaduras, degradación y estriación.

2. Basándose en el mecanismo o acción tribológica. Este aspecto es tomando en cuenta el hecho de que una maquina no puede operarse en condiciones de fricción seca, ya que aun cuando los acabados superficiales fuesen inmejorables del material más duro y resistente; la degradación superficial sería tan rápida y severa que prácticamente no alcanzaría a llegar al mínimo de ciclos para los que fue diseñada. Por ello es que la introducción del lubricante es considerada la 1era medida para reducir sustancialmente el coeficiente de fricción, con lo que mejora la situación de degradación de las superficies que aparece en la fricción seca. Sin embargo, esta medida no reduce a la totalidad el desgaste, sólo contempla una prolongación de la vida útil de la pieza o componente; ya que el desgaste como fenómeno físico es inevitable, lento y progresivo.

Tipos de desgaste.

1. Desgaste por fatiga de contacto.

El desgaste por el mecanismo de fatiga se define como “el resultado de esfuerzos cíclicos entre las asperezas de dos superficies en contacto”.

Entendiendo el coeficiente de fricción como el factor determinante en este tipo de desgaste, ya que al estar las superficies lubricadas la adhesión es mínima, pero en sistemas con altos coeficientes de fricción, tendremos zonas de intensa deformación muy cercanas a la superficie, creando grietas superficiales y sub superficiales.

En la práctica, esta forma de desgaste ocurre cuando las piezas son metidas a elevados esfuerzos, los que provocan la aparición y propagación de grietas bajo la acción repetitiva de éstos esfuerzos.

Cuando se trata de piezas sometidas a deslizamiento, será posible apreciar que las capas superficiales sufrirán inmensas deformaciones como resultado de la acción simultanea de tensiones de contacto y de la fuerza de fricción. Los esfuerzos a los que se sometan los materiales, en especial en sus capas superficiales generarán alteraciones en la estructura cristalina y en el tamaño del grano.

Para poder reducir éste desgaste, se han elaborado diversos estudios que se han traducido en la necesidad de materiales que a través de diversos procesos de producción o de tratamiento térmico, presenten una combinación especial en su microestructura y propiedades mecánicas, para así garantizar los niveles de tolerancias, acabado superficial y desvíos de forma y posición cada vez mejores.

El picado originado a partir de grietas, es una de las fallas por fatiga de contacto superficial típica de los elementos de máquinas, los cuales trabajan bajo régimen de lubricación elastohidrodinamica y elevadas cargas superficiales. El ejemplo más común de este tipo de desgaste son los cojinetes de rodamiento y ruedas dentadas en su punto de contacto. En este caso, el mecanismo principal de falla es la aparición y propagación de grietas después de que las superficies han almacenado una determinada deformación plástica; por ello es que en la actualidad es tan importan el buen acabado superficial, la correcta selección y filtrado de los lubricantes.

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2. Desgaste Abrasivo.

La norma ASTM G40-92 ha definido el desgaste abrasivo como la pérdida de masa, resultante de la interacción entre partículas o asperezas duras que son forzadas contra una superficie y se mueven a lo largo de ella.

De esta definición se desprende la principal diferencia entre desgaste abrasivo y desgaste por deslizamiento: “grado de desgaste” de los cuerpos involucrados, independiente de la naturaleza, tipo de material, composición química o configuración geométrica, siempre será mayor el desgaste que se pueda apreciar por abrasión.

De este tipo de desgaste existen 2 tipos:

1. Desgaste abrasivo de los cuerpos.2. Desgaste abrasivo de 3 cuerpos.

En el desgaste abrasivo de los cuerpos, el desgaste se produce por rugosidades duras pertenecientes a una de las superficies en contacto. Por ejemplo, un taladro neumático penetrando una roca o el pulido de una superficie utilizando una lija.

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En el desgaste abrasivo de 3 cuerpos, el desgaste se provoca por partículas duras sueltas entre las superficies que se encuentran en movimiento relativo. Por ejemplo, el desgaste sufrido por las mandíbulas de un chancador al quebrar la roca, o bien la presencia de partículas contaminantes en un aceite que sirve para lubricar las superficies de las piezas en contacto deslizante.

Respecto de las partículas que dan origen a la abrasión, hay que mencionar la influencia que tiene en tamaño de la partícula que se genera durante el desgaste o inherente al sistema, en la definición del mecanismo de desgaste operante. Así en el desgaste por adhesión podremos observar, que este se verifica para tamaños de partículas menores de 10 µm que corresponderán a tamaños característicos de micro – constituyentes en materiales ferrosos, por ejemplo carburos en el acero AISI 52100, o partículas de desgaste que permanecen en el área de contacto, pero que no llegan a actuar como partículas abrasivas, debido a que su nivel de injerencia de esas partículas para el sistema aún es bajo. Serán las partículas, cuyo tamaño exceda las 10 µm las consideradas abrasivas.

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Este esquema representa en su letra a) Desgaste abrasivo de los cuerpos. Y en su letra b) Desgaste abrasivo de 3 cuerpos.


Mecanismos de desgaste abrasivo.

El mecanismo más efectivo de remoción de material en desgaste abrasivo para materiales dúctiles es el corte. Aunque en función de determinadas variables del sistema y propiedades de los materiales involucrados, la eficiencia en la remoción de material bajo éste mecanismo puede ser atenuada. Cuando esto ocurre, se dice que está presente el mecanismo de microsurcado, donde la remoción de material solamente se dará por acciones repetidas de los abrasivos, llevando a un proceso de fatiga de bajos ciclos.

3. Desgaste por cavitación.

La cavitación es un problema frecuentemente encontrado en equipos hidráulicos y que se convierte en una de las dificultades más importantes a nivel de mantenimiento.

Este tipo de desgaste se produce por el flujo de los fluidos frente a los materiales que los pasaban.

Como fenómeno inicia se inicia su estudio a inicios del siglo XX, con el desarrollo de la navegación a vapor. Esto porque los barcos, a medida que alcanzaban mayor velocidad, presentaban un mayor desgaste severo localizado en sus hélices. Inicialmente se consideró a la corrosión como el fenómeno responsable del desgaste, sin embargo, al poner mayor atención en la forma en que este se producía pudieron llegar a la conclusión de que este desgaste era producido por “golpes hidráulicos” que alcanzaban la superficie de la hélice durante su funcionamiento.

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Esquema que ilustra la variación del desgaste específico con el tamaño de la partícula (µm)


A posterior, se plantea la hipótesis de que durante el flujo de un fluído pueden ocurrir caídas de presión que pueden alcanzar valores dek orden de la presión de vapor del líquido en la temperatura de trabajo, provocando la nucleación de pequeñas burbujas de vapor. Estas burbujas son llevadas por el flujo y al alcanzar regiones de mayores presiones sufren un colapso violento y caótico que genera altas presiones y velocidades en las regiones próximas al colapso. Estas altas presiones y velocidades que surgen del colapso, provocan el desgaste en las superficies solidas más cercanas.

De esta teoría, que explica la cavitación se desprende la definición de ésta: “Aquel daño que ocurre en los materiales debido al crecimiento y colapso de pequeñas burbujas, que surgen debido a las variaciones de presión durante el flujo de un fluído”; y las consecuencias de éste llegan a ser tan graves como la pérdida de eficiencia hasta la inutilización completa del equipo.

Tomando la cavitación desde el punto de vista del mantenimiento, no hay forma de preveerlo, y serán las paradas y la experiencia de los mantenedores, los factores destinados a diagnosticar este tipo de desgaste.

Actualmente, existen 2 formas de lidiar con este problema:

1. Materiales más resistentes.2. Mejor diseño de equipo, que atenúen y minimicen las caídas de presión que dan origen a este

fenómeno.

Mecanismo de Daño.

Durante el colapso, ocurre flujo de fluido en dirección a la burbuja, provocando aumento de presión en la interface burbuja/líquido y acelerando cada vez más la interface. El colapso se da de manera tan rápida que parte del vapor presente en la burbuja no tiene tiempo suficiente de condensarse. Así, el vapor (y también cualquier gas disuelto) será comprimido a una alta presión que, eventualmente, será suficientemente alta para interrumpir el colapso y hacer con que la burbuja crezca nuevamente de forma explosiva, emitiendo ondas de presión o de choque.

Las ondas de presión emitidas durante el crecimiento explosivo de las burbujas son las responsables por el daño del material. Estas ondas de choque que generan elevadísimas presiones, son capaces de alcanzar

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Esquema que representa el fenómeno de nucleación y colapso de micro-burbujas y la emisión de ondas de choque.


valores del orden de GPa y actúan en un intervalo de tiempo muy corto sometiendo al material a una tasa de deformación muy alta. Este mecanismo continuaría indefinidamente sino existieran mecanismos de disipación de energía.

La disipación de energía ocurre en virtud de la viscosidad del fluido, que de manera general, puede ser considerado como un factor de amortiguamiento, transformando la energía mecánica del colapso en energía térmica.

La viscosidad también reduce la tasa de crecimiento o colapso de las micro-burbujas, reduciendo con esto el daño potencial. La compresibilidad del líquido tiene gran influencia en la formación de las ondas de choque y en la fase siguiente al colapso: la compresibilidad del fluido causa una atenuación de las ondas de choque emitidas y disminuye el daño total provocado. Para que las ondas de choque puedan provocar daño a un material, es necesario que el colapso ocurra muy próximo a las superficies sólidas. Pero cuando el colapso ocurre próximo a una superficie sólida esta altera el flujo y da origen a un segundo mecanismo de daño posible: los micro chorros. Cuando el colapso de la burbuja ocurre próximo a una superficie sólida, el flujo en la región entre esta y la burbuja es restringido. Así la velocidad de contracción de la burbuja en esa región es menor que en las regiones de la burbuja más distantes de la superficie sólida. Esa diferencia de velocidad de contracción, provoca una asimetría de colapso, esto explica porque las micro-burbujas no presentan una forma esférica. Con la continuación del colapso, hay una aceleración de la burbuja y por consiguiente la formación de un micro chorro, siendo este otro mecanismo de daño posible, además de las ondas de presión.

Por lo tanto, existen 2 mecanismos por los cuales el crecimiento y colapso de burbujas pueden causar daño material en regiones vecinas al colapso: Emisión de ondas de choque y los microchorros.

En la práctica, la cavitación es un suceso indeseable. Ocurre generalmente en hélices y bombas. Se puede reconocer inspectivamente debido a que produce mucho ruido en el momento en que se produce. La consecuencia directa de este tipo de desgaste es el daño en los componentes y la pérdida de rendimiento.

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Representación esquemática de los modelos de formación de micro - chorros.


El colapso de las cavidades supone la presencia de gran cantidad de energía que pueden causar enorme daño, por lo que podemos afirmar que la cavitación puede dañar cualquier material. Las picaduras provocadas por el colapso de las cavidades producen un enorme desgaste en los diferentes componentes y pueden acortar la vida útil de las bombas y hélices

4. Desgaste adhesivo.

La adhesión se relaciona con toda formación y posterior rompimiento de enlaces adhesivos entre las interfaces, cuando dos superficies son colocadas en contacto íntimo. La adhesión conlleva además al soldado en frío de las superficies.

Con respecto al desgaste adhesivo, el factor principal lo juega la interacción entre las superficies y su grado de limpieza, es decir, cuando el acercamiento entre los cuerpos es tal, que no se presenta ningún tipo de impurezas, capas de óxido o suciedades, se permite que el área de contacto sea aumentada, pudiéndose formar uniones adhesivas más resistentes.

El desgaste adhesivo es ayudado por la presencia de altas presiones localizadas en las asperezas en contacto. Estas asperezas son deformadas plásticamente, permitiendo la formación de regiones soldadas localizadas. El desgaste adhesivo ocurre como resultado de la destrucción de los enlaces entre las superficies unidas, permitiendo que parte del material arrancado se transfiera a la superficie del otro. Así, la superficie que gana material aumenta su rugosidad con el agravante de que cuando el movimiento continua, se genera desgaste abrasivo contra la otra superficie.

Usualmente éste tipo de desgaste se observa en piezas de maquinaria como lo son: Sistemas, biela-seguidor, dados de extrusión-alambre, cola de milano-apoyo, engranajes, rodamiento-apoyo y herramientas de corte. Estos son elementos que pueden sufrir desgaste debido a adhesión. La unió n entre las superficies en contacto son destruidas, en caso que la resistencia al corte de la interface sea menor que la resistencia de los dos materiales considerados. Puede suceder que la región adherida tenga mayor resistencia al corte que alguno de los dos materiales o incluso que los dos, por tanto se puede presentar desgarre en uno, o en los dos materiales, permitiendo que uno de ellos sea adherido a la otra superficie del otro o que los dos materiales pierdan la interface.

La tendencia a formar regiones adheridas, depende de las propiedades físicas y químicas de los materiales en contacto, al igual que de los valores de carga aplicados y las propiedades de los materiales que están sobre las superficies, y finalmente de la rugosidad. Generalmente el contacto entre metales es no metálico debido a la presencia de capas absorbidas como óxidos. La adhesión en este caso se da por medio de enlaces débiles o fuerzas de Van der Waals. Sin embargo, la deformación elástica o plástica de las asperezas puede provocar rompimiento de estas capas, por lo que la unión de la interfase se da por medio de enlaces covalentes y metálicos, siendo los enlaces iónicos insignificantes en los metales.

Mientras la fuerza de adhesión dependa del área real de contacto, esta será influenciada por la resistencia de los materiales a la deformación plástica, por el tipo de estructura cristalina y por el número de sistemas de deslizamiento.

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Investigaciones mostraron que hay una fuertes fuerte tendencia a la adhesión de acuerdo al tipo de estructura cristalina que presenten los materiales.

Aquí el coeficiente de adhesión es definido como la relación entre la fuerza necesaria para quebrar las uniones adheridas y la carga normal con la cual las muestras fueron inicialmente comprimidas. De la figura es posible notar que a medida que aumenta la dureza, en general hay un decrecimiento del coeficiente de adhesión.

Desde el punto de vista práctico, el desgaste adhesivo ocurre entre 2 superficies que se encuentran en contacto, las cuales se adhieren fuertemente formando uniones entre ellas.

Un deslizamiento producirá un desprendimiento de material de la superficie suave. Si el material es dúctil, la deformación que se produce antes de la separación de la partícula es mucho mayor, la partícula que ha sido separada de la aspereza puede permanecer unida a la otra aspereza como material transferido de una superficie a otra o puede ser liberada como partícula de desgaste.

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Esquema que representa el coeficiente de adhesión en función de la dureza y el tipo de estructura cristalina.


5. Desgaste por Erosión.

El desgaste erosivo es un fenómeno que afecta gran cantidad de elementos de máquinas en la minería, de la misma forma que piezas específicas usadas en la industria petrolífera y petroquímica.

Lo importante de este tipo de desgaste, es que no sólo acarrea pérdida de material, y la consecuente falla de las piezas, sino que además se asocia a perjuicios financieros en virtud del tiempo asociado a la reparación de equipos y sustitución de componentes desgastados

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Esquema que representa Desgaste Adhesivo.

Generación del mecanismo de adhesión al ser deformadas plásticamente las asperezas. (a) Presión de contacto muy alta debido a la pequeña área de contacto. (b) La partícula es deformada plásticamente aumentando su área de contacto. Produciéndose así la adhesión.

A= Área de contacto

F= Fuerza.

P= Presión de contacto.


El conocimiento de los mecanismos de remoción de material involucrados durante el desgaste erosivo, así como el reconocimiento y la caracterización de las diferentes variables involucradas, son líneas muy importantes de investigación en la ingeniería del mantenimiento actual

Desde este punto de vista, se está intentando modelar una teoría general del fenómeno de desgaste erosivo, para lo cual se han utilizado los principios básicos de la mecánica y de la termodinámica, combinados con la ciencia e ingeniería de materiales.

Un fenómeno que actúa de forma sinérgica con la erosión, es la corrosión, en general cuando el medio de trabajo es húmedo. La corrosión puede ser, como un fenómeno que deteriora un material (generalmente metálico), por acción química o electroquímica del medio ambiente, asociada o no a esfuerzos mecánicos.

La acción combinada de estos procesos, corrosión y desgaste erosivo, resulta en la degradación acelerada de los materiales debido a su comportamiento sinérgico. El proceso de desgaste corrosivo en materiales que forman capas pasivas es acelerado cuando esta capa es débil, como en el caso de algunos aceros inoxidables austeníticos.

El desgaste erosivo se presenta en la superficie de los cuerpos, como resultado del impacto de partículas sólidas, líquidas o gaseosas que los afectan. Estas partículas pueden actuar solas o de manera combinada.

Las partículas que causan el desgaste erosivo pueden estar en ambientes secos o húmedos pudiendo actuar en forma muy variada. Así cuando el ambiente de trabajo es húmedo, por ejemplo agua con arena, la erosión y corrosión serán 2 factores que actuarán de manera sinérgica provocando la degradación acelerada de los materiales.

En otra definición clásica de erosión, se afirma que es un fenómeno por medio del cual, material removido de una superficie durante la acción continua de partículas duras o de fluidos que la alcanzan. Las partículas impactan las superficies a diferentes velocidades y ángulos de incidencia, donde el desgaste se da a través de diferentes mecanismos.

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Esquema que representa la actuación de las partículas erosivas en los materiales.


Tipos de Erosión.

Erosión a Seco.

Cuando las partículas son arrastradas por aire u otro gas y son obligadas a impactar una superficie.

Erosión en Medio acuoso.

Se Presenta cuando las partículas sin arrastradas en un medio acuoso y son obligadas a impactar en una superficie.

Mecanismo del desgaste Erosivo.

Cuando un material dúctil es impactado, se forman cráteres en su superficie, alrededor de los cuales aparece una pequeña proa constituida de material removido. Después de múltiples impactos, el material es arrancado en forma de debris (partículas de desgaste). La forma y tamaño de los cráteres formados dependen de la velocidad, tamaño y ángulo de impacto de las partículas.

Para materiales frágiles como los vidrios, cerámicos o metales muy duros, el mecanismo de remoción es diferente. Es estos materiales los sucesivos impactos causan micro-grietas superficiales, las cuales crecen hasta que se unen, provocando el arranque de material en forma de lascas.

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Esquema representa el desgaste erosivo en materiales dúctiles.

Esquema representa el desgaste erosivo en materiales frágiles.


Es interesante notar que un material (aunque sea dúctil), después de estar sometido a múltiples impactos, puede sufrir cambios estructurales que conllevan a comportarse de una forma frágil.

El desgaste efectuado por el mecanismo de erosión genera la pérdida de material en la superficie, debido a estar expuesta a repetidos impactos de partículas sólidas o líquidas.

La erosión puede estar definida como la perdida de material que experimenta una superficie debido al flujo de una mezcla de partículas sólidas dentro de un líquido a altas velocidades.

6. Desgaste por Fretting

El desgaste por fretting ocurre entre dos superficies en contacto (no necesariamente moviéndose tangencialmente), las cuales experimentan pequeñas oscilaciones cíclicas (del orden de 1 a 100 µm). Cuando algunas vibraciones aparecen en las superficies en contacto, ocurren pequeños deslizamientos en la dirección del movimiento relativo, esos pequeños deslizamientos son causa de desgaste por fretting.

El desgaste por fretting es comúnmente observado en los cubos de las ruedas de vehículos, entre las esferas y su camino de rodadura en un rodamiento de bolas, en los puntos de contacto entre dos engranajes, entre otros ejemplos. El desgaste por fretting puede conducir a la pérdida de las uniones de contacto de los cuerpos, incrementando la vibración y acelerando la tasa de desgaste. También se ha observado que en general los debris (partéculas de desgaste), son óxidos y como estos ocupan un mayor volumen que el material que los origina, pueden conducir a falla por Seizure (adhesión severa que conduce a soldado de las superficies), en partes diseñadas para trabajar con una determinada holgura. De esta forma la holgura ser· ampliada y los debris tendrán la posibilidad de abandonar la interface más fácilmente. Un fenómeno asociado al daño por fretting, es la aparición de grietas en la región afectada, lo que ocasiona reducción de la resistencia a fatiga del material, en caso que el componente experimente esfuerzos cíclicos. El desgaste por fretting es comúnmente estudiado en laboratorios, utilizando un sistema esfera-plano, donde son aplicadas tanto carga normal como carga tangencial.

Cuando una esfera es presionada normalmente contra una superficie plana, se genera debajo de esta zona una distribución de presiones, obteniéndose una presión máxima en el centro y aproximadamente cero en el borde del contacto. Cuando además de aplicar una fuerza normal, se aplica una fuerza tangencial y está a la vez tiene la posibilidad de ser aumentada, se generan deslizamientos que cambian la distribución de presión y llevan a un desgaste de la zona de contacto, la cual varía de acuerdo a la intensidad de la fuerza tangencial.

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En el esquema, las regiones rayadas representan áreas arriba de las cuales ocurre deslizamiento localizado entre las superficies. Por tanto, la zona de contacto puede ser dividida en dos regiones; un área central, donde no hay ningún movimiento tangencial relativo y una zona anular, en la cual ocurre micro-deslizamiento. Así, el daño por fretting ocurre en aquellas zonas de contacto donde ocurren esos pequeños deslizamientos.

Ahora, cuando la fuerza tangencial cíclica es aumentada, se puede pasar de pequeñas zonas en el contacto afectadas por el micro-deslizamiento, hasta un deslizamiento total en toda el área de contacto. El daño por fretting ocurre más severamente en la región del área de contacto que sufre deslizamiento.

Este desgaste es comúnmente cuantificado como la pérdida de masa o volumen que ocurre en la superficie afectada.

7. Desgaste por Deslizamiento.

Esencialmente, el desgaste por deslizamiento es aquel en el cual hay un movimiento relativo entre dos superficies en contacto con una carga aplicada, donde el daño de la superficie no ocurre por riscado debido a la penetración de las asperezas o por partículas externas

El desgaste por deslizamiento es uno de los tipos de desgaste que ocurre con más frecuencia en la industria y por esto es estudiado con gran interés por los investigadores. Una de las razones del gran esfuerzo dedicado al estudio del desgaste por deslizamiento es su complejidad, especialmente en lo que se refiere a los múltiples mecanismos involucrados.

En el desgaste por deslizamiento están presentes mecanismos de adhesión, formación y crecimiento de grietas sub-superficiales por fatiga y formación de películas superficiales por procesos triboquímicos.

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También ocurre abrasión por microcorte, surcado o formación de proas. Un esquema mostrando un sistema que sufre este tipo de desgaste es presentado en la siguiente figura.

Experimentos con diferentes tipos de metales mostraron, que el deslizamiento produce deformación plástica en la superficie y un gradiente de deformación bajo de la superficie desgastada. Variables relacionadas a las condiciones de contacto y otras relacionadas con la microestructura de los materiales deslizantes, influyen en la intensidad de la deformación plástica de las regiones debajo de esta. Durante el desgaste por deslizamiento pueden ocurrir transiciones en la tasa de desgaste influenciadas por la carga, velocidad y distancia de deslizamiento o condiciones ambientales tales como temperatura, humedad, entre otros. Con el aumento de la carga normal ocurre una transición de desgaste moderado para desgaste severo debido a la ruptura de la película de Oxido formado durante el desgaste moderado. Arriba de esta transición, el desgaste aumenta linealmente con la carga hasta que ocurre una segunda transición, donde el desgaste cambia de severo para moderado.

A causa de esta segunda transición se da la presencia de una nueva película de Oxido que se forma para altas temperaturas de contacto y cuya estructura difiere de la estructura del Oxido formado en el desgaste moderado. Variables que influencian en el desgaste por deslizamiento Muchas variables están involucradas en el comportamiento del desgaste por deslizamiento, tales como las variables relacionadas con la geometría del par deslizante y también las variables metalúrgicas, sin excluir las variables externas como las condiciones de carga y las del medio interfacial y circundante.

Cada variable tiene una naturaleza diferente en función de la etapa del proceso de deslizamiento. Variables como el trabajo ejercido, la masa de cada cuerpo, las propiedades del material y la temperatura de la interfase, pueden ser consideradas como variables de entrada del tribosistema. Por otro lado, estas pueden ser el resultado final del proceso, esto es, se pueden transformar en variables de salida del tribosistema. Deben ser considerados también efectos como las vibraciones, calor generado, atmosfera y cambios de las propiedades de los materiales. Como resultado final de la fricción y desgaste, hay generación de productos indeseables, como fragmentos de desgaste, ruido, calor y vibraciones.

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desgaste de materiales por roce

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