DESGASTE DE MATERIALES INTRODUCIÓN El desgaste es ...

Desgaste por fretting es com˙nmente observado en los cubos de las ruedas de vehÌculos, 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 pÈrdida de las uniones de contacto de los cuerpos, incrementando la vibraciÛn y
acelerando la tasa de desgaste. TambiÈn se ha observado que en general los debris (partÌculas de desgaste), son Ûxidos y
como estos ocupan un mayor volumen que el material que los origina, pueden conducir a falla por Seizure (adhesiÛn severa
que conduce a soldado de las superficies), en partes diseÒadas para trabajar con una determinada holgura. De esta forma la
holgura ser· ampliada y los debris tendr·n la posibilidad de abandonar la interface m·s f·cilmente.
Un fenÛmeno asociado al daÒo por fretting, es la apariciÛn de grietas en la regiÛn afectada, lo que ocasiona reducciÛn de la
resistencia a fatiga del material, en caso que el componente experimente esfuerzos cÌclicos.
El desgaste por fretting es com˙nmente estudiado en laboratorios, utilizando un sistema esfera-plano, donde son aplicadas
tanto carga normal como carga tangencial. Como fue mostrado en el capÌtulo de la mec·nica de contacto, cuando una esfera
es presionada normalmente contra una superficie plana, se genera debajo de esta zona una distribuciÛn de presiones,
obteniÈndose una presiÛn m·xima en el centro y aproximadamente cero en el borde del contacto. Cuando adem·s de aplicar
una fuerza normal, se aplica una fuerza tangencial y esta a la vez tiene la posibilidad de ser aumentada, se generan
deslizamientos que cambian la distribuciÛn de presiÛn y llevan a un desgaste de la zona de contacto, la cual varÌa de acuerdo
a la intensidad de la fuerza tangencial, tal como se muestra en la figura 19.
Figura 19. (a) DistribuciÛn del esfuerzo normal el·stico, abajo de una esfera presionando un plano, (b) a (d) Vistas
bidimensionales del ·rea de contacto a medida que aumenta el valor de la fuerza tangencial cÌclica (Hutchings, 1992).
En la figura 19 las regiones rayadas representan ·reas arriba de las cuales ocurre deslizamiento localizado entre las
superficies. Por tanto, la zona de contacto puede ser dividida en dos regiones; un ·rea central, donde no hay ning˙n
movimiento tangencial relativo y una zona anular, en la cual ocurre micro-deslizamiento. AsÌ, el daÒo por fretting ocurre en
aquellas zonas de contacto donde ocurren esos pequeÒos deslizamientos. Ahora, cuando la fuerza tangencial cÌclica es
aumentada, se puede pasar de pequeÒas zonas en el contacto afectadas por el micro-deslizamiento, hasta un deslizamiento
total en toda el ·rea de contacto.
El daÒo por fretting ocurre m·s severamente en la regiÛn del ·rea de contacto que sufre deslizamiento. Este desgaste en
com˙nmente cuantificado como la pÈrdida de masa o volumen que ocurre en la superficie afectada. Ensayos de laboratorio
donde se ha estudiado el fretting variando el n˙mero de ciclos, han mostrado que hay un breve perÌodo inicial, donde el
desgaste es acelerado, (como se muestra en la figura 19), seguido de una estabilizaciÛn (curva B) o un decrecimiento (curva
D) de la tasa de desgaste. Por otra parte, algunos materiales pueden experimentar incrementos en la tasa de desgaste (curvas
A o C), o presentar un comportamiento lineal (curva B). En esta ˙ltima condiciÛn, se ha encontrado que la tasa de desgaste
es aproximadamente proporcional a la carga normal, siendo ˙til expresar esta relaciÛn como ìtasa de desgaste especÌficaî,
la cual es llamada, coeficiente de desgaste dimensional (k). El coeficiente de desgaste dimensional es por tanto, el volumen
removido, por unidad de distancia de deslizamiento, por unidad de carga normal. La distancia de deslizamiento esta
relacionada con la duraciÛn del ensayo, la frecuencia de vibraciÛn y la amplitud de desplazamiento cÌclico. Por tanto k, da
una medida de la severidad del desgaste y permite que resultados de ensayos a diferentes valores de carga normal y
amplitudes sean comparados.
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 daÒo de la superficie no ocurre por riscado debido a la penetraciÛn de las
asperezas o por partÌculas externas
El desgaste por deslizamiento es uno de los tipos de desgaste que ocurre con mas frecuencia en la industria y por esto es
estudiado con gran interÈs 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 m˙ltiples mecanismos involucrados. En el
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