Resistencia a la fatiga de las arandelas de seguridad con resorte de acero al carbono

Las propiedades de fatiga del acero al carbono se ven afectadas por su contenido de carbono, la composición de la aleación y el proceso de tratamiento térmico. Las arandelas de acero al carbono más utilizadas son las de acero con medio o alto contenido de carbono. El tratamiento térmico adecuado del acero con medio carbono puede mejorar significativamente su resistencia a la fatiga. A través de procesos como el temple y revenido, el acero al carbono puede obtener mayor resistencia a la tracción y tenacidad, extendiendo así su vida útil bajo tensión elevada.

Debido a su mayor dureza y resistencia, el acero con alto contenido de carbono tiene una mayor resistencia a la fatiga y es adecuado para entornos con cargas más elevadas y vibraciones fuertes. Sin embargo, el acero con alto contenido de carbono tiene una tenacidad relativamente baja y es propenso a fracturarse por fragilidad en condiciones extremas de fatiga. Por lo tanto, generalmente se requieren procesos de tratamiento térmico razonables, como el templado a baja temperatura, para equilibrar la resistencia y la tenacidad y garantizar una mejor resistencia. Fatiga.

Efecto del diseño estructural sobre el comportamiento a fatiga.
La estructura de diseño de arandelas de seguridad con resorte de acero al carbono También afecta su resistencia a la fatiga. El diseño de "apertura" de la junta le permite generar elasticidad cuando se comprime y resistir el aflojamiento causado por fuerzas externas. Este diseño mantiene la precarga del perno aplicando presión axial continua al perno.

Al mejorar la geometría de la arandela elástica, como optimizar el radio del filete o la distribución del espesor en la abertura, se puede reducir eficazmente la concentración de tensiones, mejorando así la resistencia a la fatiga de la arandela. La distribución uniforme del material y el mecanizado impecable también son factores clave para garantizar que la junta no sufra fracturas por fatiga durante el uso a largo plazo.

Efecto del tratamiento superficial sobre la resistencia a la fatiga.
La resistencia a la fatiga del acero al carbono también se puede mejorar mediante procesos de tratamiento de superficies. Debido a que los materiales de acero al carbono son propensos a sufrir microfisuras bajo tensión, estas microfisuras a menudo comienzan desde la superficie. Los tratamientos superficiales como el cincado, el fosfatado o el niquelado no solo pueden mejorar la resistencia a la corrosión, sino también reducir el impacto de los defectos superficiales en el crecimiento de las grietas por fatiga. Los recubrimientos superficiales rellenan defectos microscópicos del material y reducen los puntos de concentración de tensiones, retrasando así la iniciación y expansión de las grietas por fatiga.