{"id":21199,"date":"2022-06-18T15:27:46","date_gmt":"2022-06-18T07:27:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=21199"},"modified":"2022-06-18T15:27:51","modified_gmt":"2022-06-18T07:27:51","slug":"7-factors-affecting-fatigue-of-metal-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/7-fatores-que-afetam-a-fadiga-dos-materiais-metalicos\/","title":{"rendered":"7 fatores que afetam a fadiga de materiais met\u00e1licos"},"content":{"rendered":"

A resist\u00eancia \u00e0 fadiga de materiais met\u00e1licos \u00e9 muito sens\u00edvel a v\u00e1rios fatores externos e internos. Fatores externos incluem a forma e tamanho da pe\u00e7a, acabamento superficial e condi\u00e7\u00f5es de servi\u00e7o, enquanto fatores internos incluem a composi\u00e7\u00e3o do pr\u00f3prio material, estado organizacional, pureza e tens\u00e3o residual. Mudan\u00e7as sutis desses fatores causar\u00e3o flutua\u00e7\u00f5es ou mesmo grandes mudan\u00e7as nas propriedades de fadiga dos materiais.<\/p>

A influ\u00eancia de v\u00e1rios fatores na resist\u00eancia \u00e0 fadiga \u00e9 um aspecto importante da pesquisa em fadiga. Esta pesquisa fornecer\u00e1 uma base para o projeto estrutural razo\u00e1vel de pe\u00e7as, a sele\u00e7\u00e3o correta de materiais e a formula\u00e7\u00e3o racional de v\u00e1rios processos de usinagem a frio e a quente, de modo a garantir o alto desempenho \u00e0 fadiga das pe\u00e7as.<\/p>

efeito sobre a fadiga de concentra\u00e7\u00e3o de estresse<\/h2>

A resist\u00eancia \u00e0 fadiga convencional \u00e9 medida por amostras lisas cuidadosamente usinadas. No entanto, as pe\u00e7as mec\u00e2nicas reais inevitavelmente t\u00eam diferentes formas de entalhes, como degraus, chavetas, roscas e orif\u00edcios de \u00f3leo. A exist\u00eancia desses entalhes causa concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o, de modo que a tens\u00e3o real m\u00e1xima na raiz do entalhe \u00e9 muito maior do que a tens\u00e3o nominal suportada pela pe\u00e7a, e a falha por fadiga da pe\u00e7a geralmente come\u00e7a a partir daqui.<\/p>

\"\"<\/figure>

Influ\u00eancia do fator de tamanho<\/h2>

Devido \u00e0 n\u00e3o homogeneidade da estrutura do material e \u00e0 exist\u00eancia de defeitos internos, o aumento do tamanho aumentar\u00e1 a probabilidade de falha do material, reduzindo assim o limite de fadiga do material. A exist\u00eancia de efeito de tamanho \u00e9 um problema importante na aplica\u00e7\u00e3o dos dados de fadiga medidos por pequenas amostras no laborat\u00f3rio para pe\u00e7as reais de grande escala. Como \u00e9 imposs\u00edvel reproduzir a concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o e o gradiente de tens\u00e3o nas pe\u00e7as de tamanho real nas pequenas amostras, os resultados do laborat\u00f3rio s\u00e3o desconectados da falha por fadiga de algumas pe\u00e7as espec\u00edficas.<\/p>

Influ\u00eancia na fadiga do estado de processamento da superf\u00edcie<\/h2>

There are always uneven machining marks on the machined surface, which are equivalent to tiny notches, causing stress concentration on the material surface, thus reducing the fatigue strength of the material. The test shows that for steel and aluminum alloy, the fatigue limit of rough machining (rough turning) is reduced by 10% – 20% or more than that of longitudinal fine polishing. The higher the strength of the material, the more sensitive it is to the surface finish.<\/p>

Efeito da composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica<\/h2>

Existe uma estreita rela\u00e7\u00e3o entre a resist\u00eancia \u00e0 fadiga e a resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o dos materiais sob certas condi\u00e7\u00f5es. Portanto, sob certas condi\u00e7\u00f5es, qualquer elemento de liga que possa melhorar a resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o pode melhorar a resist\u00eancia \u00e0 fadiga dos materiais. Comparativamente falando, o carbono \u00e9 o fator mais importante que afeta a resist\u00eancia dos materiais. No entanto, alguns elementos de impureza que formam inclus\u00f5es no a\u00e7o t\u00eam efeitos adversos na resist\u00eancia \u00e0 fadiga.<\/p>

Efeito na fadiga do tratamento t\u00e9rmico e microestrutura<\/h2>

Diferentes condi\u00e7\u00f5es de tratamento t\u00e9rmico resultar\u00e3o em diferentes microestruturas. Portanto, o efeito do tratamento t\u00e9rmico na resist\u00eancia \u00e0 fadiga \u00e9 essencialmente o efeito da microestrutura. Embora a mesma resist\u00eancia est\u00e1tica possa ser obtida para materiais com a mesma composi\u00e7\u00e3o devido a diferentes tratamentos t\u00e9rmicos, a resist\u00eancia \u00e0 fadiga pode variar em uma faixa consider\u00e1vel devido a diferentes estruturas.<\/p>

No mesmo n\u00edvel de resist\u00eancia, a resist\u00eancia \u00e0 fadiga da perlita em flocos \u00e9 obviamente menor que a da perlita granular. Quanto mais finas as part\u00edculas de cementita, maior a resist\u00eancia \u00e0 fadiga.<\/p>

\"\"<\/figure>

Efeito das inclus\u00f5es<\/h2>

A pr\u00f3pria inclus\u00e3o ou os furos por ela gerados equivalem a min\u00fasculos entalhes, que produzir\u00e3o concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00f5es e concentra\u00e7\u00e3o de deforma\u00e7\u00f5es sob a a\u00e7\u00e3o de cargas alternadas, e se tornar\u00e3o a fonte de trincas de fratura por fadiga, causando efeitos adversos nas propriedades de fadiga dos materiais. A influ\u00eancia das inclus\u00f5es na resist\u00eancia \u00e0 fadiga depende n\u00e3o apenas do tipo, natureza, forma, tamanho, quantidade e distribui\u00e7\u00e3o das inclus\u00f5es, mas tamb\u00e9m do n\u00edvel de resist\u00eancia dos materiais, do n\u00edvel e do estado da tens\u00e3o aplicada.<\/p>

Diferentes tipos de inclus\u00f5es t\u00eam diferentes propriedades mec\u00e2nicas e f\u00edsicas, diferentes propriedades do metal base e diferentes efeitos nas propriedades de fadiga. De um modo geral, inclus\u00f5es pl\u00e1sticas (como sulfetos) que s\u00e3o f\u00e1ceis de deformar t\u00eam pouco efeito sobre as propriedades de fadiga do a\u00e7o, enquanto inclus\u00f5es fr\u00e1geis (como \u00f3xidos, silicatos, etc.) causam grandes danos.<\/p>

Inclus\u00f5es com coeficiente de expans\u00e3o maior que a matriz (como sulfeto) t\u00eam menos influ\u00eancia devido \u00e0 tens\u00e3o de compress\u00e3o na matriz, enquanto inclus\u00f5es com coeficiente de expans\u00e3o menor que a matriz (como alumina) t\u00eam maior influ\u00eancia devido \u00e0 tens\u00e3o de tra\u00e7\u00e3o na matriz.<\/p>

A compacidade da inclus\u00e3o e do metal base tamb\u00e9m afeta a resist\u00eancia \u00e0 fadiga. O sulfeto \u00e9 f\u00e1cil de deformar e se liga intimamente ao metal base, enquanto o \u00f3xido \u00e9 f\u00e1cil de separar do metal base, resultando em concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o. Portanto, do tipo de inclus\u00f5es, o sulfeto tem pouco efeito, enquanto os \u00f3xidos, nitretos e silicatos s\u00e3o mais prejudiciais.<\/p>

Efeito da mudan\u00e7a de propriedade da superf\u00edcie e tens\u00e3o residual<\/h2>

Al\u00e9m do acabamento superficial mencionado acima, a influ\u00eancia do estado da superf\u00edcie tamb\u00e9m inclui a altera\u00e7\u00e3o das propriedades mec\u00e2nicas da superf\u00edcie e a influ\u00eancia da tens\u00e3o residual na resist\u00eancia \u00e0 fadiga. A altera\u00e7\u00e3o das propriedades mec\u00e2nicas da superf\u00edcie pode ser causada pela diferen\u00e7a da composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica da superf\u00edcie e estrutura, ou pelo refor\u00e7o da deforma\u00e7\u00e3o.<\/p>

O tratamento t\u00e9rmico da superf\u00edcie, como cementa\u00e7\u00e3o, nitreta\u00e7\u00e3o e carbonitreta\u00e7\u00e3o, pode n\u00e3o apenas aumentar a resist\u00eancia ao desgaste das pe\u00e7as, mas tamb\u00e9m melhorar a resist\u00eancia \u00e0 fadiga das pe\u00e7as, especialmente um meio eficaz de melhorar a fadiga da corros\u00e3o e a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o por mordedura.<\/p>

A influ\u00eancia do tratamento t\u00e9rmico qu\u00edmico da superf\u00edcie na resist\u00eancia \u00e0 fadiga depende principalmente do modo de carregamento, concentra\u00e7\u00e3o de carbono e nitrog\u00eanio na camada cementada, dureza e gradiente da superf\u00edcie, a rela\u00e7\u00e3o entre a dureza da superf\u00edcie e a dureza do n\u00facleo, a profundidade da camada e o tamanho e distribui\u00e7\u00e3o da compress\u00e3o residual. tens\u00e3o formada pelo tratamento de superf\u00edcie. Um grande n\u00famero de testes mostra que, desde que o entalhe seja usinado primeiro e depois tratado por tratamento t\u00e9rmico qu\u00edmico, em geral, quanto mais n\u00edtido for o entalhe, mais a resist\u00eancia \u00e0 fadiga ser\u00e1 melhorada.<\/p>

O efeito do tratamento de superf\u00edcie no desempenho \u00e0 fadiga \u00e9 diferente sob diferentes modos de carregamento. Sob carregamento axial, a tens\u00e3o na camada superficial \u00e9 a mesma que sob a camada porque n\u00e3o h\u00e1 distribui\u00e7\u00e3o desigual de tens\u00e3o ao longo da profundidade da camada. Neste caso, o tratamento de superf\u00edcie s\u00f3 pode melhorar o desempenho de fadiga da camada superficial. Como o material do n\u00facleo n\u00e3o \u00e9 refor\u00e7ado, a melhoria da resist\u00eancia \u00e0 fadiga \u00e9 limitada. Sob condi\u00e7\u00f5es de flex\u00e3o e tor\u00e7\u00e3o, a distribui\u00e7\u00e3o de tens\u00f5es \u00e9 concentrada na camada superficial. A tens\u00e3o residual formada pelo tratamento de superf\u00edcie e esta tens\u00e3o adicional s\u00e3o sobrepostas para reduzir a tens\u00e3o real na superf\u00edcie. Ao mesmo tempo, devido ao fortalecimento dos materiais de superf\u00edcie, a resist\u00eancia \u00e0 fadiga sob condi\u00e7\u00f5es de flex\u00e3o e tor\u00e7\u00e3o pode ser efetivamente melhorada.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The fatigue strength of metal materials is very sensitive to various external and internal factors. External factors include the shape and size of the part, surface finish and service conditions, while internal factors include the composition of the material itself, organizational state, purity and residual stress. Subtle changes of these factors will cause fluctuations or…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":21203,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-21199","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/image-18-1.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21199","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21199"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21199\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21203"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21199"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21199"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21199"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}