corrosión por fatiga - ingeniería mecanica

corrosión por fatiga 

Se conoce como corrosión-fatiga al proceso a través del cual se produce agrietamiento por la acción simultánea y combinada de una tensión cíclica y la presencia de un medio agresivo desde el punto de vista de la corrosión.

Aparecen inmediatamente dos características diferenciales con respecto al fenómeno de agrietamiento por corrosión bajo tensión: la tensión debe ser cíclica, no estática, y no es necesaria la presencia la presencia de un medio agresivo específico para cada material metálico. Una consecuencia de lo anterior es que el hecho de que un material sea inmune a la corrosión bajo tensión es unas condiciones de operación determinadas no presupone un buen comportamiento frente a fenómenos de

corrosión- fatiga.

Se sabe, que desde el punto de vista exclusivamente mecánico los fenómenos de fatiga se caracterizan a través de curvas T.N. donde T representa la tensión cíclica aplicada y N el nº de ciclos que se aplica. La curva correspondiente define las regiones en que se produce la rotura, que corresponde a situaciones a la izquierda de dicha curva, y aquellas en que no hay riesgo de rotura situadas a la derecha de la misma.

En determinados materiales, entre los que se incluyen los aceros al carbono, queda definido lo que se conoce como “limite de fatiga”, es decir, existe un valor de la tensión por debajo del cual, aunque la carga se aplique un numero infinito de veces, no se produce fallo. Conceptualmente el límite de fatiga es algo similar a la tensión de rotura cuando la carga es estática. Si la carga por unidad de superficie no supera la tensión de rotura habrá deformación pero no se producirá fallo.

En general, cuando existe un medio corrosivo, la curva T-N no se hace asintótica al eje de abscisas, lo que supone que por muy pequeña que sea la tensión basta con aplicarla un número suficientemente elevado de veces para que se produzca la rotura.

El medio agresivo en contacto con el material tiene gran influencia en su comportamiento frente ala corrosión-fatiga, de manera que modificaciones en la concentración de determinados iones, cambios en el pH, en el potencial de corrosión o en la temperatura producen cambios relevantes en el trazado de las curvas T-N y, por tanto, en la existencia o no y en el valor del limite de fatiga que, en ocasiones, se reduce tanto que muy difícilmente se lograra que el material, en una aplicación determinada, pueda trabajar sometido a un valor de tensión tan bajo que pueda garantizarse una vida indefinida.

Otra característica diferencial entre los procesos de fatiga o fatiga pura y corrosión-fatiga es que en el primer caso las grietas sin transgranulares y frecuentemente ramificadas. Sin embargo, cuando se trata de fenómenos de corrosión-fatiga, las grietas son también transgranulares pero es raro encontrar

mas de una grieta principal, es decir, esta no suele ramificarse. Además, en corrosión-fatiga casi siempre las grietas se inician en la base de picaduras originadas previamente.

Con lo que respecta a este fenómeno de la corrosión-fatiga, de los aceros se puede establecer:

• Su resistencia a la corrosión-fatiga es menor en agua de mar que en agua dulce.
• Los aceros de baja y media aleación no mejoran apreciablemente su resistencia a la corrosión-fatiga con respecto a los aceros al carbono.
• El contenido en carbono no modifica el comportamiento ante la corrosión-fatiga.
• Los aceros que contienen alta proporción de elementos aleantes, y concretamente los que presentan en su composición contenidos en cromo superiores al 12% en peso (aceros inoxidables y refractarios), mejoran apreciablemente su comportamiento frente a fenómenos de corrosión-fatiga.
• La presencia de molibdeno, probablemente por su efecto de levantar el valor del potencial de picadura y mejorar, por tanto, el comportamiento del material respecto a este tipo de corrosión, mejora también la respuesta de la aleación a la corrosión-fatiga.
• Los aceros inoxidables austenoferriticos (dúplex) con equivalentes en cromo del orden del 20% presentan buena resistencia a la corrosión-fatiga de lo aceros.
• El tratamiento térmico no modifica apreciablemente el comportamiento a la corrosión-fatiga de los aceros.