Factores que influyen en la resistencia a la fatiga de los tubos de acero sin costura

Varios factores afectan la resistencia a la fatiga, que es un aspecto importante de la investigación sobre la fatiga. Esta investigación proporciona una base para el diseño racional de componentes, la selección correcta de materiales para tubos de acero sin costura y la formulación de diversos procesos de trabajo en frío y en caliente para garantizar que las piezas tengan un alto rendimiento ante la fatiga.

La influencia del tamaño en la resistencia a la fatiga de los tubos de acero sin costura.

Debido a las irregularidades de la propia estructura del material y a la presencia de defectos internos, un aumento de tamaño aumenta la probabilidad de fallo del material, reduciendo así el límite de fatiga del material. La existencia del efecto tamaño es un problema importante al aplicar datos de fatiga obtenidos de pequeñas muestras de laboratorio a piezas de tamaño real. Es imposible reproducir completamente las concentraciones de tensión y los gradientes de tensión que existen en piezas de tamaño real en muestras pequeñas, lo que genera una desconexión entre los resultados de laboratorio y la falla por fatiga de algunas piezas específicas.

La influencia del estado de procesamiento de la superficie en la resistencia a la fatiga de los tubos de acero sin costura.

Las superficies producidas por mecanizado siempre tienen marcas de procesamiento desiguales, que equivalen a pequeños defectos, lo que provoca la concentración de tensiones en la superficie de los tubos de acero sin costura y, por lo tanto, reduce la resistencia a la fatiga de los materiales. Los experimentos han demostrado que para las aleaciones de acero y aluminio, el desbaste (torneado grueso) puede reducir el límite de fatiga entre un 10% y un 20% o incluso más en comparación con el pulido fino longitudinal. Cuanto mayor sea la resistencia del material, más sensible será a la suavidad de la superficie.

La influencia del historial de carga en la resistencia a la fatiga de los tubos de acero sin costura.

De hecho, ninguna pieza funciona en condiciones de amplitud de tensión absolutamente constante, y la sobrecarga y subcarga en el trabajo real del material afectará el límite de fatiga del material. Los experimentos han demostrado que los materiales comúnmente presentan daños por supercarga y entrenamiento por subcarga. El llamado daño por supercarga significa que los materiales de tubería de acero sin costura que funcionan bajo cargas superiores al límite de fatiga durante un cierto número de ciclos provocarán una disminución en el límite de fatiga. Cuanto mayor sea la sobrecarga, menor será el tiempo necesario para causar daños.

De hecho, bajo determinadas condiciones, algunas sobrecargas no dañarán el material. Debido a los efectos del endurecimiento por deformación, el embotamiento de la punta de la grieta y la tensión residual, puede fortalecer el material y, por lo tanto, aumentar el límite de fatiga del material. Por lo tanto, es necesario realizar algunos complementos y revisiones al concepto de daño por sobrecarga. El llamado entrenamiento de subcarga se refiere al fenómeno en el que el límite de fatiga del material aumenta después de que el material funciona durante un cierto número de ciclos bajo un nivel de tensión inferior al límite de fatiga pero superior a un determinado valor límite. El efecto del entrenamiento con subcarga depende de las propiedades del propio material, y los materiales con buena plasticidad generalmente requieren ciclos de entrenamiento más largos y mayores tensiones de entrenamiento para ser efectivos.

La influencia de la composición química en la resistencia a la fatiga de los tubos de acero sin costura.

La resistencia a la fatiga del material tiene una estrecha relación con la resistencia a la tracción en determinadas condiciones. Por lo tanto, cualquier elemento de aleación que pueda mejorar la resistencia a la tracción bajo ciertas condiciones puede mejorar la resistencia a la fatiga del material. Comparativamente hablando, el carbono es el factor más importante que afecta la resistencia del material. Los elementos impuros que forman inclusiones en el acero afectan negativamente a la resistencia a la fatiga. La influencia del tratamiento térmico y la microestructura es diferente. Diferentes estados de tratamiento térmico darán como resultado diferentes microestructuras. Por lo tanto, la influencia del tratamiento térmico sobre la resistencia a la fatiga es esencialmente la influencia de la microestructura. Los materiales con la misma composición pueden tener una variedad de resistencias a la fatiga debido a diferentes tratamientos térmicos, incluso con la misma resistencia estática debido a diferentes organizaciones.

Bajo el mismo nivel de resistencia, la resistencia a la fatiga de la perlita laminar es significativamente menor que la de la perlita granular. Entre la perlita granular, cuanto más finas son las partículas de carburo, mayor es la resistencia a la fatiga. La influencia de la microestructura en el comportamiento a la fatiga de los materiales no solo está relacionada con las propiedades mecánicas de varias estructuras, sino también con el tamaño de grano y las características de distribución de las estructuras en la estructura compuesta. Refinar el tamaño del grano puede mejorar la resistencia a la fatiga de los tubos sin costura de acero inoxidable  producidos por proveedores de tubos sin costura de acero inoxidable.