Mejora de la resistencia a fatiga por fretting con el tratamiento de shot peening

Abstract

En aplicaciones de la industria se aplica el tratamiento superficial de shot peening para introducir tensiones residuales de compresión y así aumentar la vida a fatiga. Este tratamiento es tanto más efectivo cuanto mayor y más profundo sea el campo de tensiones de compresión. Este artículo estudia el caso de fatiga por fretting con contacto cilíndrico, donde se tiene una alta concentración de tensiones debido al contacto. Se realizaron una serie de ensayos de este tipo con una aleación de aluminio 7075-T651, donde algunas probetas estaban tratadas y otras no. En cada ensayo se aplicaban valores distintos de la carga axial, la carga tangencial y la normal en el contacto. La carga normal es constante y la tangencial y axial varían en fase. De esta forma se puede ver hasta qué punto es beneficioso el tratamiento de shot peening y en qué casos es más o menos efectivo. Por otro lado, se sabe que una superficie con una cierta textura, en el caso de fatiga por fretting, puede ser beneficiosa. Para analizar este efecto se ensayó un tercer grupo de probetas con una rugosidad distinta y sin shot peening. En este artículo se intenta cuantificar el efecto de estos dos factores en la resistencia a fatiga por fretting.

In a high variety of industrial applications a shot peening surface treatment is used to introduce compressive residual stressesto increase fatigue life. This treatment is more effective when this stress field is high and deep. This paper analyses the case of fretting fatigue with cylindrical contact, which has a high concentration of stress due to the contact. A series of this kind of test with aluminium alloy 7075-T651 have been performed, with and without the surface treatment to compare the results. Each test has different values of axial, tangential and normal load. The normal load is constant, and the others vary cyclically in phase. In this way it is possible to compare what benefits has the surface treatment and when it is more effective. Furthermore, it is known that a textured surface can be beneficial in fretting fatigue. To analyse this, a third group of specimens with a different roughness and without shot peening was tested. This paper attempts to quantify the effect of these two elements on the fretting fatigue resistance.