7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

1/71

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

2/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lafracturafracturaocurrecuandounmaterialsometidoaunacargarompeendosomspartes,aunatemperaturamuyinferioralatemperaturadefusindelmaterial.

Fractura FrFractura Frgilgil: pequea absorcinde energa (poca deformacin).La grieta avanza de formarpida, incluso sin aumento detensin(grietainestable).

Fractura DFractura Dctilctil: gran absorcin deenerga (gran deformacin plstica).

La grieta avanza lentamente alaumentarlatensin(grietaestable).

Esencialmente,sepuedendiferenciardostiposdefracturaenfuncindelacapacidaddelmaterialparasufrirdeformacinplstica:

DuctilidadDuctilidadesfuncin:TVel.dedeformacinTensionesinternas

FundamentosdeFracturaFundamentosdeFractura

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

A)Fracturamuydctil

TiposdeFracturaTiposdeFractura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

3/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Ductilidadextrema:Ocurreenaquellosmaterialesquerompencuandolaestriccinsereduceprcticamenteaunpunto.CasodelAuyPb aT ambienteyotrosmaterialesatemperaturascercanasasuTm.

%Reduccinrea 100

FracturamuydFracturamuydctilctil

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

B)Fracturadctil

TiposdeFracturaTiposdeFractura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

4/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

a) Formacindecuello

b) Formacinycrecimientodemicrocavidades.

c) Coalescenciayformacindelagrieta)

d)Crecimientodelagrietahastalazonaexternaa45conelejedetraccin(max)

e) Roturafinal

FracturaDFracturaDctilctil

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Morfologacaracterstica:copacono

Regincentral: Aspectofibrosoeirregularconhuecosdebidoalaroturaportraccin.

Reginperimetral: Huecosalargadosdebidoala

rotura

por

cizalladura

Roturadctil(copacono)deAl

FracturaDFracturaDctilctil

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

5/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

C)Fracturafrgil

TiposdeFracturaTiposdeFractura

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Ocurresinapreciabledeformacinplstica

Rpidapropagacindelasgrietas

Direccindegrietaperpendicularalatensin

Superficiedefracturaplana

FracturaFrFracturaFrgilgil

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

6/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Frgil Intergranular:La fractura ocurre a lo largo de los

borde de grano, aprecindose su

naturaleza tridimensional.

Frgil Intragranular:La propagacin de la grieta ocurre

por rotura de enlaces atmicos a lo

largo de planos cristalogrficos

(descohesin).

TiposdeFracturaFrTiposdeFracturaFrgilgil

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Intergranular

(between grains)

Intragranular

(within grains)

Al Oxide

(ceramic)Reprinted w/ permission

from "Failure Analysis of

Brittle Materials", p. 78.

Copyright 1990, The

American Ceramic

Society, Westerville, OH.

(Micrograph by R.M.

Gruver and H. Kirchner.)

316 S. Steel

(metal)Reprinted w/ permission

from "Metals Handbook",

9th ed, Fig. 650, p. 357.

Copyright 1985, ASM

International, Materials

Park, OH. (Micrograph by

D.R. Diercks, Argonne

National Lab.)

304 S. Steel

(metal)Reprinted w/permission

from "Metals Handbook",

9th ed, Fig. 633, p. 650.

Copyright 1985, ASM

International, Materials

Park, OH. (Micrograph by

J.R. Keiser and A.R.

Olsen, Oak Ridge

National Lab.)

Polypropylene

(polymer)Reprinted w/ permission

from R.W. Hertzberg,

"Defor-mation and

Fracture Mechanics of

Engineering Materials",

(4th ed.) Fig. 7.35(d), p.

303, John Wiley and

Sons, Inc., 1996.3mm

4mm

160mm

1 mm(Orig. source: K. Friedrick, Fracture 1977, Vol. 3, ICF4, Waterloo, CA, 1977, p. 1119.)

TiposdeFracturaFrTiposdeFracturaFrgilgil

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

7/71

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

8/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FalloMecFalloMecnicodeMaterialesnicodeMateriales

NDICENDICEFundamentos de fractura

Fractura dctil / frgil

Concentrador de tensiones y KIC

1

2

3

Ensayos de fractura - impacto

Fractura por fatiga

4

5

Fractura por fluencia6

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Alanalizarelfallodecomponentes,seobservaquelos

valoresrealesderesistenciaalafracturasondelorden

del 10 a 1000 veces menores que los que

corresponderan por clculos tericos de resistencia a

la

traccin.

Presenciadedefectosmicroscpicosomacroscpicos:grietas,poros,

aberturas

Porqu?

MecMecnicadelaFracturanicadelaFractura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

9/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Consecuencia:Seproducefallocatastrficoenmaterialesparatensionesinferioresalasdediseo

MecMecnicadelaFracturanicadelaFractura

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Para analizar correctamente el proceso de fractura,hay que considerar que sta se produce en dosetapas:

a) Formacindeunagrieta(iniciacin).b) Propagacindelagrieta.

FundamentosdeFracturaFundamentosdeFractura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

10/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lasgrietasseformanapartirdedefectos(microgrietas)enelmaterial, amenudomicroscpicos,queprovocanun efecto de concentracin de tensiones en susextremos.

La tensin realenelextremode losdefectosesmayorquelatensinnominalenelrestodelmaterial.

Estatensinaumentaconeltamaodeldefectoyconlaagudeza(geometrapuntiaguda)delmismo.

ConcentradordeTensionesConcentradordeTensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ConcentradordeTensionesConcentradordeTensiones

t

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

11/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Latensinmximaseobtienemediante:

Elcocienteentrelatensinmximaylanominalse

denominaFactordeConcentracindeTensiones(Kt)

21

0max 2

t

a

21

0

max2

t

t

aK

Alargadas max

Redondeadas max

a

ConcentradordeTensionesConcentradordeTensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Esta amplificacin de la tensin

debe ser considerada, tanto en el

diseo de piezas con defectos

internos (burbujas, elementos

extraos, etc.), como en

geometras que contengan

agujeros, ngulos vivos, entallas,

etc.

Cuando el defecto es alargado y

sungulotiendeacero,hablamos

deunagrieta.

ConcentradordeTensionesConcentradordeTensiones

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

12/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Para materiales dctiles la deformacin plstica

redistribuye las tensiones, con lo que el efecto del

concentradordetensionesesmenor

Paramaterialesfrgiles,sindeformacinplstica,elKt

tericocoincideconelreal

realterico

ttKK

realterico

ttKK

ConcentradordeTensionesConcentradordeTensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

La rotura ocurre cuando la resistencia cohesiva del

materialessuperadaenlapuntadeunagrieta,loque

conduceaunapropagacincatastrficadelamisma.

Durantelapropagacindelagrieta:

Seliberalaenergaalmacenadacomodeformacinelstica.

Seproduceunincrementodelaenergasuperficial.

MecMecnicadelaFractura:TeornicadelaFractura:TeoradeGriffithadeGriffith

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

13/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Elbalancedeestasdoscontribucioneses:

Energadedeformacinelstica(liberacin): Porladeformacinelstica(previa)delmaterial.

Lasgrietasnoestnsometidasadeformacin. Favoreceelcrecimientodelagrieta.

Energasuperficial(consumo):

Debidoalacreacindedosnuevassuperficies. Altoestadoenergticodelmaterialensusuperficie. Impideelcrecimientodelagrieta.

MecMecnicadelaFractura:TeornicadelaFractura:TeoradeGriffithadeGriffith

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

21

2

a

Esc

Balance de energa

c:Tensincrticadepropagacindegrieta

s: Energasuperficial

a: Semilongitud degrieta E: Mduloelstico

EcuacindeGriffith

MecMecnicadelaFractura:TeornicadelaFractura:TeoradeGriffithadeGriffith

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

14/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

21

2

a

Epsc

La expresin anterior se ajusta slo para materiales

completamenteelsticos(frgiles).

Para materiales dctiles, hay que aadir un trmino

paralaenergadedeformacinplstica(p).

MecMecnicadelaFractura:TeornicadelaFractura:TeoradeGriffithadeGriffith

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

21aYK

Reorganizando los trminos de la ecuacin de

Griffithseconcluyeque:

Donde:

K: FactordeIntensidaddeTensiones

Y: Parmetroadimensional(geomtrico)

a: Semilongitud degrieta

FactorCrFactorCrticodeIntensidaddeTensionesticodeIntensidaddeTensiones

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

15/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FactorCrticodeIntensidaddeTensiones:

(TenacidadalaFractura)

si

21ccc aYK

CKK

OCURRELA

PROPAGACINDELAGRIETA

Caso crtico

FactorCrFactorCrticodeIntensidaddeTensionesticodeIntensidaddeTensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica 30

Considerando dosplanteamientos dediseo:Diseo AEldefecto mayormide 9mmLatensin defallo es 112MPa

Diseo BMismo materialDefecto mayor:4mmTensin defallo =?

Nota:TantoYcomoKcsoniguales enambosdiseos.

Sol:: MPa168)( Bc Valelapena reducir defectos

UnmaterialtieneKc=26MPam1/2

Usar...max

c

c aY

K

c amax

A c amax

B

9mm112MPa 4mmRes.:

EjemplodeDiseEjemplodeDiseo:AladeAvio:AladeAvinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

16/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Modosdeactuacindecargassobregrietas

MODO I(apertura traccin)

MODO II(deslizamiento)

MODO III(desgarro)

FactorCrFactorCrticodeIntensidaddeTensionesticodeIntensidaddeTensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Segnelmododeaplicacin,hablaremosdeKIC,

KIICoKIIIC.ElmscomneselmodoI.

KIyKICserelacionancon yyy

Altosvaloresparamaterialesdctiles

Bajosvaloresparamaterialesfrgiles

La tenacidad a la fractura (KC) es unapropiedad intrnseca de cada material

FactorCrFactorCrticodeIntensidaddeTensionesticodeIntensidaddeTensiones

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

17/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FactoresqueinfluyenenKIC:

Temperatura

Velocidaddedeformacin(d/dt)

Microestructura

Geometradelapieza

FactorCrFactorCrticodeIntensidaddeTensionesticodeIntensidaddeTensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Altastemperaturasfavorecenladeformacinplstica

Bajastemperaturasfacilitanlafractura

Competenciaentrefracturaydef.plstica

FactoresqueInfluyenenKFactoresqueInfluyenenKICICTT

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

18/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Ejemplo:unmaterialadistintasT

FactoresqueInfluyenenKFactoresqueInfluyenenKICICTT

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FactoresqueInfluyenenKFactoresqueInfluyenenKICICTT

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

19/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lavelocidaddedeformacindificultaladeformacin

dctil(favorecelapropagacinsbitadelagrieta)

FactoresqueInfluyenenKFactoresqueInfluyenenKICICdd//dtdt

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Menorradio,mayorconcentradordetensiones

ngulosvivos

FactoresqueInfluyenenKFactoresqueInfluyenenKICICGeometrGeometraa

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

20/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Agujerosyentallasproducenlosmismosefectos

FactoresqueInfluyenenKFactoresqueInfluyenenKICICGeometrGeometraa

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Factoresdeconsideracineneldiseo:

tenacidad alafractura:KIC(Seleccindematerial)

tensin aplicada:(Condicionesdeservicio)

tamaodelosdefectos:a(lmitedeconformadoyde

deteccinEnsayos nodestructivos END)

[suponiendoqueYseaconocido]

DiseDiseoyMecoyMecnicadelaFracturanicadelaFractura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

21/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ValoresTValoresTpicosdeKpicosdeKICIC

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FalloMecFalloMecnicodeMaterialesnicodeMateriales

NDICENDICEFundamentos de fractura

Fractura dctil / frgil

Concentrador de tensiones y KIC

1

2

3

Ensayos de fractura - impacto

Fractura por fatiga

4

5

Fractura por fluencia6

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

22/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Ensayodetenacidadalafractura(determinaKIC)

Ensayodefracturaporimpacto(comparativos)

EnsayoCharpy

EnsayoIzod

EnsayosdeFracturaEnsayosdeFractura

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Prepararmuestrascondiferentestamaosdedefecto(grieta,entalla,etc.)

Aplicarfuerzascrecienteshastafracturasbita,segnelmododeaccindeseado

Determinacindecargacrticac

ClculoKICapartirdelosvaloresdec

Ensayomecnicoconmuestrassimulandotipodeaccindecargassobregrietas

(ModoI,ModoII ModoIII)

EnsayosdeFracturaEnsayosdeFractura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

23/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Normasparadeterminarlatenacidadalafractura:

ASTME399(frgiles)

ASTME561

ASTME813

ASTM

E

1290

(dctiles)

EnsayosdeFracturaEnsayosdeFractura

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tambindenominadosensayosderesiliencia. Seempleanparaponderarlaresistenciaalimpactoen

unascondicionesquesonfragilizantes paraelmaterial.

Permitenestimarvaloresdetenacidadalafractura

porcomparacin. Lascondicionesdelensayosonlasmsseveras

respectoalafractura: DeformacinabajasT (relativamente). Altavelocidaddedeformacin. Estadotriaxialdetensiones(presenciadeentalla).

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

24/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Consisteenromper,medianteunsologolpeconunpndulo,unaprobeta

entallada,midindoselaresiliencia,,queeslarelacinentreeltrabajo

absorbidoenlarotura(enJulios)ylaseccinderotura(enm2).

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

)cos(cosgm

h)P(HWR

0

R

S

W

Laenergagastadaoabsorbidaporelmaterial,

est relacionadaconla

diferenciaentrelaaltura

inicial(H)yfinal(h)del

pndulo

PPndulonduloCharpyCharpy

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

25/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tiposdeprobetas

Probeta Charpy

Probeta Izod

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tiposdeprobetas:variacindelaentalla

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

26/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Influenciadedistintosparmetrossobreelensayo

Velocidaddeaplicacindelacarga Radiodeentalla

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Influenciadedistintosparmetrossobreelensayo

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

Temperatura

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

27/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Temperaturadetransicindctilfrgil(DBTT)

Energaabsorbida(J/m2)

Porcentajedefracturafrgil

Temperatura (C)

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

DBTTEnergaabsorbida(J/m2)

Temperatura (C)

Porcentajedefractu

rafrgil

T alacualseproduceun50%desuperficiedefracturadctily

50%frgil

Temperaturadetransicindctilfrgil(DBTT)

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

50%

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

28/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpactoDBTTDBTT

InfluenciadelcontenidoenCenaceros

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpactoDBTTDBTT

InfluenciadelcontenidoenMn enaceros

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

29/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica 57

Pre-WWII: The Titanic WWII: Liberty ships

Problem: Used a type of steel with a DBTT ~ Room temp.

Reprinted w/ permission from R.W. Hertzberg,

"Deformation and Fracture Mechanics of EngineeringMaterials", (4th ed.) Fig. 7.1(a), p. 262, John Wiley and

Sons, Inc., 1996. (Orig. source: Dr. Robert D. Ballard,

The Discovery of the Titanic.)

Reprinted w/ permission from R.W. Hertzberg,

"Deformation and Fracture Mechanics of EngineeringMaterials", (4th ed.) Fig. 7.1(b), p. 262, John Wiley and

Sons, Inc., 1996. (Orig. source: Earl R. Parker,

"Behavior of Engineering Structures", Nat. Acad. Sci.,

Nat. Res. Council, John Wiley and Sons, Inc., NY,

1957.)

EstrategiadeDiseEstrategiadeDiseo:o:

PermanecerporEncimadeDBTT!PermanecerporEncimadeDBTT!

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Relacinaproximadaconlatenacidadafractura:

05.0

MVC5

K

y

2

y

IC

KIC:Tenacidadafractura[ksiinch1/2]

y:Lmitedefluenciacon0.2%desplazamiento[ksi]

MVC: Energaabsorbida(mesetasuperior)medianteensayoCharpy conentallaenV [pielb]

EnsayosdeImpactoEnsayosdeImpacto

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

30/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FalloMecFalloMecnicodeMaterialesnicodeMateriales

NDICENDICEFundamentos de fractura

Fractura dctil / frgil

Concentrador de tensiones y KIC

1

2

3

Ensayos de fractura - impacto

Fractura por fatiga

4

5

Fractura por fluencia6

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

http://www.monografias.com/trabajos88/fatiga-metales-generalidades/fatiga-metales-generalidades.shtml

Fatiga.IntroducciFatiga.Introduccinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

31/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lafatigaesunaformaderoturaproducida,inclusocontensionesinferioresalastericas,

debidoatensiones

DINMICASYFLUCTUANTES.

Fatiga.IntroducciFatiga.Introduccinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Causael90%delasroturasmetlicas

Tieneaspectofrgil (inclusoenmetalesdctiles)

Superficiederoturaperpendicularalatensin

PROCESO:INICIACIN+PROPAGACIN

Fatiga.IntroducciFatiga.Introduccinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

32/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tiposdecargas(oscilantes)

oAxial(traccincompresin)

oFlexin

oTorsin

Estudiaremoselcasodecargaaxial

Fatiga.TensionesCFatiga.TensionesCclicasclicas

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Peridica y simtrica

Peridica y asimtrica

Fatiga.TensionesCFatiga.TensionesCclicasclicas

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

33/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Fluctuacin aleatoria

Sueleserlamshabitual

Fatiga.TensionesCFatiga.TensionesCclicasclicas

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tensinmedia:

Amplituddetensin:

2

mnmxm

2

mnmxa

Fatiga.TensionesCFatiga.TensionesCclicasclicas

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

34/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Intervalodetensiones:

Cocientedetensiones:

mnmxr

mx

mnR

Fatiga.TensionesCFatiga.TensionesCclicasclicas

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Porconvenio:TRACCIN(+)

COMPRESIN()

Fatiga.TensionesCFatiga.TensionesCclicasclicas

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

35/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Laspropiedadesafatigasedeterminanpormedio

deensayos

Ensayodefatiga:

tensionescclicas( )

registrodeciclosparalarotura

repeticinparaamplitudesdecrecientes

ua 32

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

36/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lmitedefatiga:tensinpordebajodela

cuallaroturaporfatiganoocurrir

Sedaenaleacionesfrreasydetitanio

Paramuchosaceros:Lmitedefatiga 2/3u

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

37/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Resistencia a fatiga: nivel de tensin que

produce rotura por fatiga para un

determinadonmerodeciclos(p.ej.:107)

Paraotrasaleaciones(Al,Cu,Mn,etc.)la

respuestaafatigaseespecificamediantela

resistenciaafatiga

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Ni

ResistenciaaFatiga(aNiCICLOS)

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

38/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Vida a fatiga: nmero de ciclos para los

quesequeproduceroturaporfatigapara

unniveldetensindeterminado

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

VidaaFatiga(ajMPa)

Fatiga.LaCurvaSFatiga.LaCurvaSNN

j

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

39/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Iniciacindelagrieta

Propagacindelagrieta

Roturafinal

ProcesodeFatigaProcesodeFatiga

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Iniciacindelagrieta(Ni)

Propagacindelagrieta(Np)

Roturafinal(Nr)

Nf=Ni+Np+Nr

N n totaldeciclosdecadaetapa

ProcesodeFatigaProcesodeFatiga

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

40/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Iniciacindelagrieta(Ni)

Propagacindelagrieta(Np)

Roturafinal(Nr)

Nf=Ni+Np+Nr

N n totaldeciclosdecadaetapa

ProcesodeFatigaProcesodeFatiga

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Enelrgimendealton deciclos(bajoniveldetensin):

Enelrgimendebajon deciclos(altoniveldetensin):

pi NN

pi NN

ProcesodeFatiga.IniciaciProcesodeFatiga.Iniciacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

41/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Eliniciodegrieta(nucleacin)tienelugarsobrela

superficiedelcomponente

Losconcentradoresdetensionessonzonasdeincidencia

preferente:rayas,cantosvivos,roscas,defectos

microscpicos,etc.

ProcesodeFatiga.IniciaciProcesodeFatiga.Iniciacinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ETAPA I

Lagrietaseextiendeatravsdevariosgranos,alo

largodeplanoscristalogrficosconaltatensinde

cizalladura crtica.

Lasuperficiepresentaunaspectoplano.

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

42/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Alta c (45)

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ETAPA II

Altavelocidaddepropagacin.

Disposicinperpendicularalatensinaplicada.

Procesodecrecimientodegrieta:

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

ENROMAMIENTO + AGUDIZAMIENTO

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

43/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Perpendiculara la tensin

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Enromamiento yagudizamiento

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

44/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

a) Carga de traccin pequea

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Enromamiento yagudizamiento

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

b) Carga de traccin media

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Enromamiento yagudizamiento

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

45/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

c) Carga de traccin mxima

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Enromamiento yagudizamiento

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

d) Carga de compresin media

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Enromamiento yagudizamiento

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

46/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

e) Carga de compresin mxima

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

Enromamiento yagudizamiento

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lazonadepropagacinpresentadostiposdemarcastpicasenlasuperficiedefractura:

Habitualmente,deformasemicircular(crestasconcntricas).

MARCAS DE PLAYA y ESTRAS

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

47/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Marcasdeplaya Observablesasimplevista.

Ocurrenporunainterrupcinenlapropagacin

(tiemposdefuncionamiento).

Cadabandacorrespondealperiodoentredosinterrupciones.

Estras Sonmicroscpicas.

Correspondenalavancedelagrietaencadaciclodecarga.

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

48/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Zona perifrica(etapa I)

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

49/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Marcas de playa(etapa II)

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Rotura final

ProcesodeFatiga.PropagaciProcesodeFatiga.Propagacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

50/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

La rotura final puede serdctil o frgil

Fatigadebajon deciclos(Nf104 105 ciclos) cargasrelativamentebajas deformacincasiexclusivamenteelstica

(comportamientofrgil)

ProcesodeFatiga.RoturaProcesodeFatiga.Rotura

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Relacinentrevidadelcomponenteyvelocidaddepropagacindegrieta

Elcrecimientoocurrepreferentementedurante laetapaII(propagacin)

Existentcnicasparamedirlalongituddegrieta(a)

duranteensayosdefatiga

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

51/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Construccin de diagramas de

a frente al n de ciclos N

Velocidaddepropagacindelagrieta:

dN

daV Pendiente de la curva

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

Ciclos N

11,adN

da

21,adN

da

2 >1

Velocidad lenta

inicialmente

Crecimiento mayor

si aumenta tensin

Longitudde

grieta

a

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

52/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Lavelocidaddepropagacindelagrietaes

funcinde:

Tensinaplicada

Tamao

de

la

propia

grieta

Tipodematerial

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

mKA

dN

da Ecuacin de Paris

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

Tensinaplicada

Tamaodelapropiagrieta

Tipodematerial

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

53/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

mKA

dN

da

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

Tensinaplicada

Tamao

de

la

propia

grieta

Tipodematerial

Factor de Intensidadde Tensiones

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

mKA

dN

da

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

Intervalo de Factoresde Intensidad de

Tensionesmnmx KKK

aYK Bajo traccin (parafavorecer apertura grieta)

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

54/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

c

c

a

a

m

mmm

a

a

m

mmmf m

a

YAdaaYAN0

0 22

11 22

2

2

2

La vida a fatiga se puede estimar matemticamenteintegrandolaexpresindelavelocidaddepropagacindegrieta(Ec.deParisErdogan):

mKAdN

da

f cN a

a mf

KA

dadNN

00

cc a

a mmmm

a

a mf

aY

da

AaYA

daN

0022

1

VelocidaddePropagaciVelocidaddePropagacindeGrietasndeGrietas

22

0

22

22

2 mmcmmmf

aaYAm

N

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tensinmediaaplicada

Defectossuperficiales

Mediodeoperacin

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

55/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tensinmediaaplicada

Defectossuperficiales

Mediodeoperacin

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

m1 < m2 < m3 < m4

N1N4

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

56/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

N1N4

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

A MAYOR TENSIN MEDIA,MENOR VIDA A FATIGA DEL

MATERIAL

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tensinmediaaplicada

Defectossuperficiales

Mediodeoperacin

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

57/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Altasensibilidadalosefectossuperficiales(iniciogrietasnormalmenteanivelsuperficial)

Procesosdemecanizado ralladuras,surcos...

Soluciones:

Evitarlapresenciadeconcentradores detensiones(entallas,discontinuidades...)

Utilizacindesuperficiesredondeadas(alto)

Pulidosuperficialincrementalaresistenciaafatiga

Efectosdecompresin(granallado)(precompensacinesfuerzostraccinenfatiga)

Tratamientosdeendurecimientosuperficial(carburacin,nitruracin...)

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Tensinmediaaplicada

Defectossuperficiales

Mediodeoperacin

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

58/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Fatigatrmica

SeproduceaaltasT

Aparicindetensionestrmicasfluctuantes(dilatacin)

Nosonnecesariastensionesmecnicasexternas

Solucin:

Eliminarrestriccionesdimensionales

Seleccinmaterialesadecuados(Coef.Exp.Trmica)

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Fatigaconcorrosin

Accinsimultneatensincclicayataquequmico

Laaccinqumicaincrementaelniveldeenerga(sefavorecelaconcentracindetensiones)

La

corrosin

favorece

la

nucleacin

de

grietas

Solucin:

Seleccindematerialesadecuados

Aplicacinderevestimientosprotectores

Reduccindelacorrosividaddelmedio

FactoresqueAfectanalaFatigaFactoresqueAfectanalaFatiga

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

59/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FalloMecFalloMecnicodeMaterialesnicodeMateriales

NDICENDICEFundamentos de fractura

Fractura dctil / frgil

Concentrador de tensiones y KIC

1

2

3

Ensayos de fractura - impacto

Fractura por fatiga

4

5

Fractura por fluencia6

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

TermofluenciaTermofluencia((CreepCreep))

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

60/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Latermofluencia esladeformacincontinuadaquesufrenlosmaterialesexpuestosaaltastemperaturasyacargaconstante(paraT >0,4Tm)

Implica la reduccin de la vida til de componentes

TermofluenciaTermofluencia.Introducci.Introduccinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Consisteensometeraunaprobetaaunacarga

constante()aunatemperaturaconstante

(altatemperatura).

Seregistralaevolucinquesigueconeltiempo

ladeformacin()delaprobeta.

EnsayodeEnsayodeTermofluenciaTermofluencia

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

61/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Horno

Carga (cte.)

Dctiles(metales):Cargaconstanteaplicadaatraccin.

Materialesfrgiles:Cargaconstanteaplicadaacompresin

EnsayodeEnsayodeTermofluenciaTermofluencia

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

= cte

EnsayodeEnsayodeTermofluenciaTermofluencia

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

62/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

= cte

EnsayodeEnsayodeTermofluenciaTermofluencia

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

= cte

FluenciaPrimaria(Transitoria)FluenciaPrimaria(Transitoria)

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

63/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Velocidaddefluenciadecreciente.

Aumentoprogresivodelaresistenciadelmaterialprovocado por la deformacin (un materialligeramentedeformadoesmsdifcildevolveradeformar).

FluenciaPrimaria(Transitoria)FluenciaPrimaria(Transitoria)

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FluenciaSecundaria(Estacionaria)FluenciaSecundaria(Estacionaria)

cte

t

.

= cte

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

64/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Zonalineal(normalmente,lademsduracin).

Velocidaddefluenciaconstante.

Equilibrioentredosprocesos:

restauracin

endurecimientoSE ANULAN ENTRE S

FluenciaSecundaria(Estacionaria)FluenciaSecundaria(Estacionaria)

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

= cte

FluenciaTerciariaFluenciaTerciaria

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

65/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Rpidoincrementodelavelocidaddefluencia.

Seproduceelfallofinaldelcomponente(ruptura).

FluenciaTerciariaFluenciaTerciaria

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Velocidaddefluenciaestacionaria:

Pendientedelacurvaenlareginsecundaria.

Parmetrodediseoencasodeaplicacionesdelargavida.

Nosuperardeformacionesfueradetolerancia.

Tiempoalaruptura:tr

Parmetrodediseoencasodeaplicacionesdevidacorta

(ensayosderupturaporfluencia).

ParParmetrosdelEnsayometrosdelEnsayo

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

66/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ParaT 0,4Tm,aumentosdeT y/otensin:

Aumentodeladeformacininstantnea.

Aumentodelavelocidaddefluenciaestacionaria.

Disminucindeltiempoderuptura.

InfluenciadelaTensiInfluenciadelaTensinydelanydelaTT

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

InfluenciadelaTensiInfluenciadelaTensinydelanydelaTT

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

67/71

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

68/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Difusindevacantesasistidaporlatensin

Difusinalolargodelosbordesdegrano

Movimientodedislocaciones

Deslizamientodebordesdegrano

MecanismosdelaMecanismosdelaTermofluenciaTermofluencia

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Reginsecundaria estacionaria(fluencia)

)t(fluencia )t(

E

InformaciInformacinHabitualnHabitual

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

69/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Relajacindetensiones

InformaciInformacinHabitualnHabitual

)t(relajacin )t(E

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Sonutilizadoscuandoelensayodetermofluencianoresultaprcticoporsulargaduracin

Solucin:elevarlaT avalores>>>T servicio

(yempleartensionessimilaresalasdeservicio)

ParaobtenervalorescomparablesconlosdeservicioseutilizaelParmetrodeLarsenMiller

MMtodosdeExtrapolacitodosdeExtrapolacinn

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

70/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

ParmetrodeLarsenMiller

oDiagramaTensinvs.L.M.

oPermitecalculareltiempoderupturatr[horas]

paraunaT [Kelvin]ytensindeterminadas

rtlogCT.M.L Constante 20

MMtodosdeExtrapolacitodosdeExtrapolacinn

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

Parmetro de Larson-Miller (x 103)

Tensin(MPa)

ParParmetrodeLarsenmetrodeLarsenMillerMiller

7/26/2019 TEMA 4 - Fallo Mecnico en Servicio

71/71

EQ1014Curso 2014/2015

rea de C iencia de los Materialese Ingeniera Metalrgica

FundamentosdeIngenierFundamentosdeIngenierayayTecnologTecnologadeMateriales(EQ1014)adeMateriales(EQ1014)

TEMA 4: Fallo Mecnico en Servicio