En general, useEs un daño superficial inducido mecánicamente que da como resultado la eliminación progresiva de material debido al movimiento relativo entre esa superficie y una sustancia o sustancias en contacto. Una sustancia en contacto puede consistir en otra superficie, un fluido o partículas abrasivas duras contenidas en alguna forma de fluido o suspensión, como un lubricante, por ejemplo. Como ocurre con la fricción, la presencia de desgaste puede ser buena o mala. El desgaste productivo y controlado se puede encontrar en procesos como mecanizado, corte, rectificado y pulido. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones tecnológicas, la aparición de desgaste es altamente indeseable y es un problema enormemente costoso ya que conduce al deterioro o incluso al fallo de los componentes. En términos de seguridad, a menudo no es tan grave (o tan repentino) como una fractura. Esto se debe a que generalmente se anticipa el desgaste.
Ciertas características del material, como la dureza , el tipo de carburo y el porcentaje de volumen, pueden tener un impacto decisivo en la resistencia al desgaste de un material en una aplicación determinada. El desgaste , como la corrosión, tiene múltiples tipos y subtipos, es predecible hasta cierto punto y es bastante difícil de probar y evaluar de manera confiable en el laboratorio o en servicio.
Desgaste abrasivo
El desgaste abrasivo se define como la pérdida de material debido a partículas duras o protuberancias duras que se fuerzan y se mueven a lo largo de una superficie sólida. Ocurre cuando una superficie dura y rugosa se desliza sobre una superficie más blanda. Este mecanismo a veces se denomina desgaste por rectificado. El material más duro puede ser una de las superficies de fricción o partículas duras que han encontrado su camino entre las superficies de contacto. Pueden ser partículas «extrañas» o partículas resultantes del desgaste del adhesivo o de la delaminación. La abrasión implica principalmente procesos de corte y arado a microescala. La forma en que una aspereza se desliza sobre una superficie determina la naturaleza y la intensidad del desgaste abrasivo. Hay dos modos básicos de desgaste abrasivo:
- Desgaste abrasivo de dos cuerpos. El desgaste de dos cuerpos ocurre cuando los granos o las partículas duras eliminan el material de la superficie opuesta. La analogía común es la del material que se retira o se desplaza mediante una operación de corte o arado.
- Desgaste abrasivo de tres cuerpos. El desgaste de tres cuerpos ocurre cuando las partículas no están restringidas y pueden rodar y deslizarse libremente por una superficie. El entorno de contacto determina si el desgaste se clasifica como abierto o cerrado. Un entorno de contacto abierto se produce cuando las superficies están suficientemente desplazadas para ser independientes entre sí.
Hay varias estrategias diferentes para mitigar el desgaste abrasivo, pero la regla general para la selección de materiales es que cuanto más duro, mejor. Materiales que contienen un porcentaje relativamente grande de carburos de aleación duros y resistentes al desgaste, como aceros para herramientas seleccionados y aceros de alta velocidad.
Desgaste adhesivo
El desgaste del adhesivo se origina por la unión de asperezas o puntos altos microscópicos (rugosidad superficial) entre dos materiales deslizantes. Cuando un pico de una superficie entra en contacto con un pico de la otra superficie, puede tener lugar una micro-soldadura instantánea debido al calor generado por la fricción resultante. Esto da como resultado el desprendimiento o la transferencia de material de una superficie a la otra. Para que se produzca el desgaste adhesivo es necesario que las superficies estén en íntimo contacto entre sí. Esto puede causar un desplazamiento no deseado y la unión de residuos de desgaste y compuestos de material de una superficie a otra. Desgaste adhesivopuede provocar un aumento de la rugosidad y la creación de protuberancias (es decir, grumos) sobre la superficie original. Las superficies que se mantienen separadas por películas lubricantes, películas de óxido, etc. reducen la tendencia a que se produzca la adhesión. En algunas aplicaciones de ingeniería, las superficies se deslizan en el aire o sin lubricante y el desgaste resultante se denomina deslizamiento en seco.
El desgaste del adhesivo depende de los materiales involucrados, el grado de lubricación proporcionado y el medio ambiente. La lubricación adecuada permite un funcionamiento suave y continuo de los elementos de la máquina, reduce la tasa de desgaste y evita tensiones excesivas o agarrotamientos en los cojinetes. Cuando la lubricación se rompe, los componentes pueden frotarse destructivamente entre sí, provocando calor, soldadura local, daños destructivos y fallas. Por ejemplo, los aceros inoxidables austeníticos (p. Ej., AISI 304) que se deslizan contra sí mismos son muy propensos a transferir material y agrietamiento, lo que da como resultado daños graves en la superficie. Otros materiales que son propensos al desgaste adhesivo incluyen titanio, níquel y circonio. Por otro lado, bronce aluminioha encontrado un reconocimiento cada vez mayor para una amplia variedad de aplicaciones que requieren resistencia al desgaste mecánico . Su resistencia al desgaste se basa en la transferencia del metal más blando (bronce de aluminio) al metal más duro (acero) y en la formación de una capa delgada de metal más blando sobre el metal más duro.
Por ejemplo, la función principal del aceite de motor es reducir la fricción y el desgaste de las piezas móviles (para reducir el desgaste del adhesivo) y limpiar el motor de los lodos, mientras que un filtro está diseñado para eliminar los contaminantes y las partículas abrasivas del aceite del motor.
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