Confirmación de la desunión de inclusiones no metálicas como un factor importante en la iniciación de daños en el acero para rodamientos
Autores: Nikolic, Ksenija; De Wispelaere, Jelle; Ravi, Gopalakrishnan; Hertelé, Stijn; Depover, Tom; Verbeken, Kim; Petrov, Roumen H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Daño
Alteraciones microestructurales
Inclusiones no metálicas
Aceros para rodamientos
Grietas de grabado blanco
Alas de mariposa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
El daño en los rodamientos está estrechamente asociado con la presencia de alteraciones microestructurales, conocidas como áreas de grabado blanco (WEAs) y grietas de grabado blanco (WECs). Una de las principales razones para la creación de estas alteraciones microestructurales es la presencia de defectos en el material, como inclusiones no metálicas. Los sulfuros de manganeso y los óxidos de aluminio se informan ampliamente en la literatura como los tipos más comunes de inclusiones no metálicas encontradas en los aceros para rodamientos. Este estudio clasifica 280 inclusiones no metálicas en un acero para rodamientos investigado según varios criterios: unidas/desunidas con la matriz, tamaño, forma, ángulo de orientación, profundidad por debajo de la superficie de la pista y composición química. Contrario a los hallazgos en la literatura, esta investigación informa que la composición química de la inclusión (MnS + Al2O3) es de importancia secundaria al considerar factores para la iniciación del daño. Se observa que la orientación de las alteraciones microestructurales coincide con las regiones de alta tensión, lo que indica una relación entre la formación de alas de mariposa y la grieta de grabado blanco. En nuestra investigación, las alas de mariposa exhiben típicamente un patrón de 45 grados que se origina en las inclusiones no metálicas. Por el contrario, la grieta de grabado blanco comienza desde la inclusión no metálica en un ángulo más superficial en correspondencia con la pista. Esto puede atribuirse al estado de tensión, que corresponde a una región donde se forman extensas grietas de grabado blanco. En conclusión, las observaciones microestructurales demuestran que el estado de la inclusión no metálica, es decir, si están unidas o no a la matriz de acero, juega un papel esencial en la iniciación del daño por fatiga de contacto rodante.
Descripción
El daño en los rodamientos está estrechamente asociado con la presencia de alteraciones microestructurales, conocidas como áreas de grabado blanco (WEAs) y grietas de grabado blanco (WECs). Una de las principales razones para la creación de estas alteraciones microestructurales es la presencia de defectos en el material, como inclusiones no metálicas. Los sulfuros de manganeso y los óxidos de aluminio se informan ampliamente en la literatura como los tipos más comunes de inclusiones no metálicas encontradas en los aceros para rodamientos. Este estudio clasifica 280 inclusiones no metálicas en un acero para rodamientos investigado según varios criterios: unidas/desunidas con la matriz, tamaño, forma, ángulo de orientación, profundidad por debajo de la superficie de la pista y composición química. Contrario a los hallazgos en la literatura, esta investigación informa que la composición química de la inclusión (MnS + Al2O3) es de importancia secundaria al considerar factores para la iniciación del daño. Se observa que la orientación de las alteraciones microestructurales coincide con las regiones de alta tensión, lo que indica una relación entre la formación de alas de mariposa y la grieta de grabado blanco. En nuestra investigación, las alas de mariposa exhiben típicamente un patrón de 45 grados que se origina en las inclusiones no metálicas. Por el contrario, la grieta de grabado blanco comienza desde la inclusión no metálica en un ángulo más superficial en correspondencia con la pista. Esto puede atribuirse al estado de tensión, que corresponde a una región donde se forman extensas grietas de grabado blanco. En conclusión, las observaciones microestructurales demuestran que el estado de la inclusión no metálica, es decir, si están unidas o no a la matriz de acero, juega un papel esencial en la iniciación del daño por fatiga de contacto rodante.