Fatiga por contacto de rodamiento

La fatiga por contacto de rodamiento es un mecanismo de desgaste causado al alternar esfuerzos tribológicos y cavitación.

Ocurre principalmente en líneas o puntos de contacto entre cuerpos y contracuerpos debido a los esfuerzos de compresión altos y periódicos. Con mucha frecuencia toma la forma de desgaste por rodamiento en baleros (antifricción).

Los esfuerzos alternantes o pulsantes conducen a una fatiga que se manifiesta a nivel microscópico, inicialmente en deformaciones plásticas y subsecuentemente en esfuerzos a tensión internos. Exceder la resistencia a la tensión de manera local a nivel microscópico crea diminutas separaciones de material. Esto ocurre en, por debajo de y en paralelo con la superficie como microgrietas que crecen con el tiempo en las capas de material cerca de la superficie. Si las partículas se sueltan de la superficie debido a la separación del material, esto crea pequeñas picaduras.

Las contramedidas para minimizar las fatigas por contacto de rodamiento son las siguientes:

Usar materiales tenaces y muy duros que muestren la misma susceptibilidad reducida a la fatiga por contacto de rodamiento que los aceros de alta pureza.

Generar esfuerzos de compresión que superpongan esfuerzos de tensión internos de manera tal que reduzcan el nivel de esfuerzo efectivo.

Endurecimiento de la superficie, nitruración, oxidación o granallado de superficies.

Oberflächenzerrüttung

Oberflächenzerrüttung ist ein Verschleißmechanismus, der durch tribologische Wechselbeanspruchungen und Kavitation verursacht wird.

Oberflächenzerrüttung entsteht bei tribologischen Wechselbeanspruchungen vor allem an linien- oder punktförmigen Berührungsstellen von Grund- und Gegenkörper durch hohe und periodische Druckbeanspruchung. Sie tritt sehr oft als Wälzverschleiß an Wälzlagern auf.

Wechselnde oder schwellende Spannungen führen zur Zerrüttung, indem in mikroskopischen Bereichen zunächst plastische Verformungen und später Zugeigenspannungen entstehen. Durch lokales Überschreiten der Zugfestigkeit in den mikroskopischen Bereichen kommt es zur Entstehung von mikroskopischen Werkstofftrennungen. Diese zeigen sich in, unterhalb und parallel zur Oberfläche als Mikrorisse, die sich im weiteren Verlauf in den oberflächennahen Werkstoffschichten ausbreiten. Wenn sich durch Materialtrennung dann Partikel aus der Oberfläche lösen, entstehen kleine Grübchen (Pittings).

Gegenmaßnahmen zur Minimierung der Oberflächenzerrüttung:

• Einsatz zäher Werkstoffe mit großer Härte: Sie sind ebenso unempfindlicher gegenüber Oberflächenzerrüttung wie hochreine Stähle
• Erzeugung von Druckeigenspannungen, die Zugeigenspannungen so überlagern, dass das wirksame Spannungsniveau abgesenkt wird
• Randschichthärten, Nitrieren (Aufsticken), Oxidieren oder Kugelstrahlen der Oberflächen

Rolling-contact fatigue

Rolling-contact fatigue is a Wear mechanism caused by alternating tribological stresses and Cavitation.

It occurs primarily at lines or points of contact between bodies and counterbodies due to high and periodic compressive stresses. It very often takes the form of Rolling wear on roller (anti-friction) bearings.

Alternating or pulsating stresses lead to fatigue that is manifested on a microscopic level, initially in plastic deformations and subsequently in internal tensile stresses. Exceeding the tensile Strength locally on a microscopic level creates minute Material separations. These occur in, below and parallel to the surface as microcracks that grow over time in the material layers close to the surface. If particles come away from the surface due to material separation, this creates small pittings.

Countermeasures to minimise rolling-contact fatigue are as follows:

• Using tough and very hard materials that exhibit the same reduced susceptibility to rolling-contact fatigue as high-purity steels.
• Generating internal compressive stresses that superpose internal tensile stresses in such a way as to reduce the effective stress level.
• Surface Hardening, nitriding, oxidising or shot-peening surfaces.

滚动接触疲劳

滚动接触疲劳是摩擦应力和空穴作用交替造成的一种磨损机理。

它主要发生在周期性高压缩应力作用下的摩擦副接触线或接触点上。常表现为滚柱（耐摩）轴承的滚动磨损。

交替的或脉动应力会导致材料微观上出现疲劳现象，最初发生塑性变形，随后产生拉伸内应力。当超过微观层面局部的拉伸强度时，会导致微小的材料剥落。由于微裂纹在与材料表面接近的基层上随着时间扩展，因此剥落发生在平行于材料表面或略低的基层上。如果由于材料分离造成颗粒剥落，就形成了麻点剥落。

最大程度减少表面疲劳磨损的措施如下：

使用与高纯度钢具有类似滚动接触疲劳敏感性的坚韧、硬质材料。

将内部压缩应力与内部拉伸应力叠加，以这种方式减少有效应力水平。

表面硬化、氮化、氧化或喷丸处理。