-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
1/78
WWW.INACAP.CL
FALLA DE MATERIALES
OBJETIVOS DE LA UNIDAD TEMTICA
Definir el concepto de falla segn la tecnologa de materiales.
Reconocer las solicitaciones aplicadas sobre un elemento mecnico.
Identificar las principales fallas que afectan a los materiales.
Describir las tcnicas para evitar la ocurrencia de las fallas en losmateriales.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
2/78
WWW.INACAP.CL
FALLA DE MATERIALES
2
La falla de un material estasociada directamente a lafractura de un elemento o pieza.Es importante diferenciar entrelos tipos de fallas , las causas que
producen la falla y lassolicitaciones asociadas.
En esta unidad se abordar los temas:Causas de fallaSolicitaciones (cargas y esfuerzos)FracturaDesgaste (mecnico, corrosin)
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
3/78
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
4/78
WWW.INACAP.CL
FALLA DE MATERIALES
4
Las cargas o fuerzasde tensin son las
que tiran ensentidos opuestos ala pieza parasepararla.
El cable est sometido a unacarga de tensin por el balde y eltubo.
Carga de tensin (traccin)
SOLICITACIONES MECNICAS
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
5/78
WWW.INACAP.CL5
Carga de CompresinSon lo contrario a las cargas de tensin.
Las fuerzas tratan de comprimir un objeto para unirlo o hacerlo ms corto.
Rodillo y zapatasometidos a compresin
Zapata en compresin Rodillo en compresin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
6/78
WWW.INACAP.CL6
Carga de Flexin
Es un tipo de esfuerzo en que la carga se manifiesta perpendicularmente aleje longitudinal de la pieza y por tanto tiende a producir giro en torno a los
puntos de apoyo.
SOLICITACIONES MECNICAS
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
7/78WWW.INACAP.CL7
Cargas de Torsin
Las cargas se manifiestan en el sentido tangencial al eje longitudinal de lapieza provocando en ella movimientos de giro y deformacin angular. Debido
a que las lneas de deformacin generadas por las cargas opuestas en losextremos de la pieza se contraponen, los componentes afectados por torsintienden a retorcerse.
Derecha y arriba Carga torsora A,crea una deformacin tangencial aleje longitudinal e de la pieza.
SOLICITACIONES MECNICAS
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
8/78WWW.INACAP.CL8
La magnitud del ngulo detorsin es proporcional a lalongitud del eje y el torqueaplicado.
La magnitud del ngulo detorsin es inversamenteproporcional al dimetro del ejey a la rigidez del material
Cargas de Torsin
SOLICITACIONES MECNICAS
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
9/78WWW.INACAP.CL
FALLA DE MATERIALES
9
Torsin La magnitud delmomento de torsin(torque T) en los
ejes, depende de:
Cantidad depotencia
soportada.(P)
Velocidadde rotacin.
(n)
P = T n
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
10/78WWW.INACAP.CL10
EJE CARDNICOSOMETIDO A TORSIN
Cargas de Torsin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
11/78WWW.INACAP.CL11
Cargas de Corte
Son dos fuerzas contrarias muy prximas de la seccin transversal de una pieza, stas sedeslizan con movimiento relativo entre uno y otro. Cuando esto ocurre, se dice que estaseccin est sometida a esfuerzo cortante.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
12/78WWW.INACAP.CL
12
Pasador central
Pasador Suspensin
Cargas de Corte
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
13/78WWW.INACAP.CL
13
Esfuerzos
Resistencia interna ofrecida por un material a la aplicacin de unafuerza por unidad de superficie.
= V / A
= F / A
Esfuerzo deCorte
EsfuerzoNormal
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
14/78WWW.INACAP.CL
14
Un elemento est sometido atraccin cuando se aplica sobre
l una fuerza normal a su seccintransversal o de forma axial.
= F / A
Esfuerzo de Tensin y
Compresin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
15/78WWW.INACAP.CL
15
Esfuerzo de Flexin
El esfuerzo de compresin
mximo se encuentra en laparte superior de la viga.
El esfuerzo de traccinmximo se encuentra en labase de la viga
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
16/78WWW.INACAP.CL
16
Debido a las cargas de torsin, enel eje se producen esfuerzos de
corte
El esfuerzo de cortemximo se encuentra enla superficie del eje.
Esfuerzo de Torsin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
17/78
WWW.INACAP.CL17
Esfuerzos de Corte Puro
= V / A
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
18/78
WWW.INACAP.CL18
Esfuerzos de Corte Puro
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
19/78
WWW.INACAP.CL
FALLA DE MATERIALES
19
Carga Esfuerzos Ejemplos
Axial Cables, eslabones, barrastensadas.
Flexin Vigas, ejes, resortes en hoja.
Raz de dientes de engranes.
Torsin Ejes, rboles, resortes enespiral.
Corte oCizalle
Sistemas de unin. (remaches,pernos, soldadura).Elementos de transmisin. (cuas,pasadores)
Contacto Cojinetes, dientes de engrane.
Resumen
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
20/78
WWW.INACAP.CL
FALLA DE MATERIALES
20
carga
FRACTURA
Dctiles
Frgiles
Definicin Modos
Deformacinplsticaconsiderable
antes de lafractura.
Exhibe poca o nula
deformacin plsticaantes de la fractura.
57 HRc 15 HRc
Grieta, poro, defecto,(interno, superficial).
Concentrador de esfuerzos.
Origen
Propagacindel defecto
(grieta)
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
21/78
WWW.INACAP.CL
Caractersticas de Fracturas
Es muy importante poder clasificar las fracturas para poder determinar que lascaus.
La clasificacin se puede realizar por medio de la observacin cuidadosa de latextura, color, reflectividad y caractersticas de la superficie.
La textura o aspereza de lafractura es determinada por lavelocidad de propagacin.
Las que se propaganrpidamente presentansuperficies speras.
Las que se propaganlentamente tiene superficiesms suaves
Textura
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
22/78
WWW.INACAP.CL
Color
Las fracturas en su superficie varan de color, de Plata a Negro
Oscuro.
El color puede ayudar a identificar las fracturas
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
23/78
WWW.INACAP.CL
Reflectividad
La reflectividad ayuda tambin a identificar las fracturas, pues algunasreflejan mejor la luz que otras.
Las fracturas frgiles a veces brillan.
Las fracturas dctiles rara vez reflejan
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
24/78
WWW.INACAP.CL
Las Fracturas en materiales blandos desarrollan mscaractersticas identificadoras en su superficie que las fracturasen materiales duros.
Caractersticas de la Superficies de Fractura
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
25/78
WWW.INACAP.CL
Deformacin plstica considerable antes de la fractura.
Los granos en una fractura dctil son torcidos y estirados antes deromperse.
Su forma y la forma de la pieza cambia significativamente.
FRACTURA DCTIL
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
26/78
WWW.INACAP.CL26
Fractura dctil en Traccin
Superficie defractura por tensin
Superficie de facturapor cizalladura (45)
Copa
Cono
Cono
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
27/78
WWW.INACAP.CL
En este caso la Fractura Dctil,
produce superficies speras de colorgris oscuro.
El labio de corte generalmenteaparece en el lado de compresin dela fractura y es la ltima seccin demetal que se desprende.
Fracturas Dctiles Debidas a Cargas de Flexin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
28/78
WWW.INACAP.CL
En este caso
La fractura dctil debida acargas de corte produce unasuperficie bastante suave(satinada o sedosa)
Fracturas Dctiles Debidas a Cargas de corte
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
29/78
WWW.INACAP.CL29
Fracturas Dctiles Debidas a Cargas de corte
Espaciadores para evitarfractura
Ensamble bastidor de orugacon bastidor central
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
30/78
WWW.INACAP.CL30
Fractura dctil en Torsin
Pueden ocurrir en el plano de corte transversal o longitudinal Si es en el plano de corte transversal (superficie suave y sedosa salvo en el
centro que es spera y gris oscura)
Si es en el plano de corte longitudinal , el flujo de grano puede exponerseproduciendo una superficie gris leosa.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
31/78
WWW.INACAP.CL
Generalmente es el resultado de una carga de impacto sbita.
Ocurre de repente y con poca deformacin plstica (no cambia de formala pieza).
Si los trozos se volvieran a juntar, parecera que la pieza no hubierasufrido mucho dao.
Las fracturas Frgiles se pueden dividir en dos tipos:
-Fracturas Frgiles por Clivaje o Transgranulares.
-Fracturas Frgiles intergranulares.
Fractura Frgil
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
32/78
WWW.INACAP.CL
Posee una textura spera
Coloracin medio grisceaNo hay deformacin plstica
En materiales duros, lasuperficie puede brillar comosi tuviera diamantes.
Fractura Frgil por Clivaje o
Transgranular
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
33/78
WWW.INACAP.CL
Las fracturas Frgiles Intergranular poseenla mayora de las caractersticas de lasfracturas frgiles por clivaje, la nicadiferencia es que no brillan tanto como lascausadas por clivaje.
Fractura Frgil Intergranular
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
34/78
WWW.INACAP.CL34
Aqu se aprecia una superficie spera, conchevrones, color gris, no hay deformacinplstica y casi no brilla.
Fractura Frgil Intergranular
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
35/78
WWW.INACAP.CL35
Fractura frgil por
traccin (clivaje) Superficie fibrosa, seobserva la
descohesin.
La superficie defractura suele serbrillante y cristalinas.
Corresponde a unperno sobrecargado.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
36/78
WWW.INACAP.CL
Fractura frgil por
traccin (clivaje)
SEM
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
37/78
WWW.INACAP.CL37
Fractura Material Frgilpor torsin
En un plano a 45respecto al reatransversal seproduce un sistemade esfuerzos
principales detensin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
38/78
WWW.INACAP.CL38
Fractura Material Frgilpor torsin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
39/78
WWW.INACAP.CL
Cuando una fractura frgil muestra caractersticas por clivaje pero no brilla o lo hacemuy poco, se debe examinar la superficie con detencin (lupa) para verificar siexisten zonas speras (fractura intergranular)
Es importante
identificar fracturasintergranulares puesellas se producenpor unacombinacin decargas, ambiente de
trabajo y materialeso procesos que noson compatiblesentre si.
Causas de Fractura Frgil
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
40/78
WWW.INACAP.CL40
Fatiga
Es una forma de falla que ocurreen elementos mecnicos
sometidos a cargas dinmicas ycclicas.
La fractura ocurre siempre a niveles deesfuerzo muy inferior a los de
resistencia a la traccin o de cadencia.
La fractura se produce despus deun largo tiempo de aplicacin decargas repetidas o deformacionescclicas.
Las cargas aplicada pueden ser de:Tensin Compresin.Flexin.Torsin.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
41/78
WWW.INACAP.CL41
FatigaCargas cclicas
Invertida
El esfuerzo mximo (traccin) esigual en magnitud al esfuerzomnimo (compresin) pero con
signo distinto
Fluctuante
El esfuerzo mximo y el esfuerzomnimo son asimtricos.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
42/78
WWW.INACAP.CL
42
Fatiga
Con carga Invertida
Este tipo de carga es observable enejes sometidos a flexin, en dondeun punto dado cambia su estado de
esfuerzos de acuerdo a suvelocidad angular (n).
= 0
= mx. (traccin)
= min. (compresin)
= 0
Esfuerzos en
el eje
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
43/78
WWW.INACAP.CL
43
Fractura
El proceso de fractura se caracteriza
por:Nucleacin de la grieta en una zonade alta concentracin de esfuerzo.Propagacin de la grieta en formagradual en cada ciclo de carga.
Fractura final, ocurre muy rpido alalcanzar la grieta su tamao crtico.
Concentradores de
esfuerzos:Rayassuperficiales.Cantos vivos.Roscas.Ranuras para
chavetas o cuas.Otros.
Fatiga
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
44/78
WWW.INACAP.CL
Hay 2 categoras de fracturas por fatiga:
-De alto ciclo
-De bajo ciclo
FRACTURA POR FATIGA
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
45/78
WWW.INACAP.CL
Posee una fractura final (puede ser dctil o frgil)
La textura de la superficie es muy suave (pues la fractura ocurre muylentamente)
El color del aceroes gris plata claro
(debido a lo lisa
de la fractura que
produce reflejo)
Fractura Por Fatiga de alto ciclo
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
46/78
WWW.INACAP.CL
La fatiga de bajo Ciclo ocurre mucho ms rpido que la fatiga de alto ciclo(menos ciclos para producir la fractura final).
Debido a que la grieta crece ms rpido, la textura superficial es msspera.
El color es gris ms
oscuro(menor reflexin de luz)
Las marcas de playa a
parecen ms espaciadas
y son fciles de ver.
Es causada por ciclos
de sobre-cargasms severas.
Fractura Por Fatiga de bajo ciclo
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
47/78
WWW.INACAP.CL
47
Primera etapa de lapropagacin de la grieta.
La grieta se propaga a travs deplanos en cizalladura alta, por lo queel aspecto de la superficie de fractura
es plana. La rapidez de propagacines relativamente baja.
En esta etapa la propagacin de la
grieta es muy rpidaEl crecimiento ocurre con un procesode agudizamiento y redondeamientode la punta de la grieta.
Segunda etapa de lapropagacin de la grieta.
Fractura Por Fatiga de bajo ciclo
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
48/78
WWW.INACAP.CL
48
= 0. La grieta en la punta posee la forma de dobleentalla afilada.
Segunda etapa de la propagacinde la grieta.
traccin pequeo. La deformacin de la grieta selocaliza en las puntas a travs de planos de deslizamientoa 45 del plano de la grieta.La grieta aumenta su anchura y la punta avanza porcizalladura hasta que se redondea, traccin mximo .
compresin. La direccin de deformacin porcizalladura es invertida, la punta de la grita se agudiza. Se
llega a la condicin inicial de grieta cuando el esfuerzo decompresin es mximo.
FATIGA
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
49/78
WWW.INACAP.CL
49
FATIGA
Superficie de fractura
La segunda etapa de propagacin
se caracteriza por dos formas demarcas , las de orilla de playa y lasestras.
Ambas sealan el extremo de lagrieta en un instante del ciclo.
La orillas de playa tienen unaspecto de arcos de
circunferencias concntricasrespecto al origen de lafractura. Son de tamaomacroscpico.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
50/78
WWW.INACAP.CL
Las marcas de Playa se encuentran a menudo en fracturas por fatiga.
Se pueden utilizar a menudo para determinar el punto de iniciacin dela fractura.
Una marca de playa se
forma cuando una fisurapor fatiga cambia de velocidad.
Si la velocidad de la fisura no
cambia, las marcas de playa no
sern visibles.
En materiales duros pueden noformarse marcas de playa.
Marcas de Playa y Marcas de Trinquete
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
51/78
WWW.INACAP.CL
Las marcas de Trinquete pueden presentarse en una fractura por fatiga.
Indican alto esfuerzo y mltiples puntos de iniciacin, es decir, variasfracturas por fatiga
comenzaron ms
o menos al mismo
tiempo y casi en lamisma ubicacin pero
en planos diferentes.
A medida que las grietas
por fatiga crecen, las
fracturas individualespueden juntarse y formar
una grieta grande.
Marcas de Playa y Marcas de Trinquete
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
52/78
WWW.INACAP.CL
El tamao de la fractura Final, es una indicacin de la severidad de la carga aplicada.
A-.Fractura Final Grande
B-.Fractura Final Pequea
Fractura Final
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
53/78
WWW.INACAP.CL
En la fatiga por cargas de tensin, se producen marcas de playacirculares concntricas.
Estas fracturas suelen comenzar en el exterior con fractura finaldebajo de la superficie o pueden comenzar bajo la superficie ycrecer hacia fuera.
Fatiga por Tensin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
54/78
WWW.INACAP.CL
Se producen marcas de playa que se inician en un punto y se propaganhacia el otro lado de la pieza
La flexin inversa puede originar dos fracturas por fatiga una en cada ladode la pieza con marcas de playa movindose una hacia la otra.
La flexin rotativa produce marcas de playa que crecen hacia adentro. Lafractura final ocurre en la regin central.
Fatiga por Flexin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
55/78
WWW.INACAP.CL
Las grietas por fatiga portorsin dejan marcas de
playa que avanzan enngulos de 45 dentro de lapieza.
Se presentan varias fracturasramificadas.
Fatiga por Torsin
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
56/78
WWW.INACAP.CL
l
Crecen a lo largo de lalnea de flujo de grano ydejan una apariencialeosa
Fatiga por Esfuerzo CortanteLongitudinal
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
57/78
WWW.INACAP.CL
57
La estras son de tamaomicroscpico, en una marca deplaya pueden haber miles deestras.
Superficie de fractura
Estras
La presencia de marcas de playay estras en la superficie defractura corroboran que la falla
del material fue por fatiga. Perola ausencia de ellas nonecesariamente indica que lafalla no fue por fatiga.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
58/78
WWW.INACAP.CL
58
CORROSIN
Es el deterioro de un material debido a un ataque qumico de su entorno.
TIPOS DE CORROSIN
Los tipos de corrosin se pueden clasificar segn la apariencia del metal corrodo.
Uniforme
Galvnica
Por picadura
Intergranular Bajo esfuerzos
Selectiva
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
59/78
WWW.INACAP.CL
59
Involucran reacciones de oxidacin y reduccin.Ocurre por la diferencia de potencial entre dos metales diferentes en contacto o por ladiferencia de potencial entre diferentes reas de un mismo metal, que forman una
celda galvnica.
Oxidacin: Los tomos metlicos se ionizan positivamente (entregan electrones)
Reduccin: El metal reduce su carga de valencia.
CORROSIN ELECTROQUMICA
TIPOS DE CORROSIN
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
60/78
WWW.INACAP.CL
60
Par Galvnico: Dos metales conectados elctricamente
Cada celda consiste de: un nodo
que produce electrones, de unctodo y de un electrolito.El nodo y el ctodo deben estar encontacto elctrico para que ocurra lacorrosin.
CORROSIN ELECTROQUMICA
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
61/78
WWW.INACAP.CL
CORROSIN ELECTROQUMICA
Unin entre dos tubos de acero
con una acople de Cobre.El hierro por tener menorpotencial se comporta comonodo, se corroe.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
62/78
WWW.INACAP.CL
Ocurre cuando en un metal existen zonas condistintos esfuerzos. Las zonas con una mayorconcentracin de esfuerzos actan como un
nodo respecto a las reas con menosesfuerzos que se comportan como ctodos
CORROSIN BAJO TENSIONES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
63/78
WWW.INACAP.CL
Se produce debido a la formacin
de una celda por concentracin.
Este fenmeno ocurre cuando cierta
regin de un metal est privada del
oxgeno, actuando como nodo
respecto a la regin que est en
presencia de oxgeno que se
comporta como ctodo.
CORROSIN POR PICADURA
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
64/78
WWW.INACAP.CL
CORROSIN POR PICADURA
Ocurre cuando se forman precipitados en el
borde de grano de los metales,
producindose una celda galvnica.
El borde de grano se comporta como un
nodo respecto al grano.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
65/78
WWW.INACAP.CL
65
CONTROL DE LA CORROSIN
Recubrimientos:Metlicos: GalvanizadoInorgnicos: Cermicos, Vidrios.
Orgnicos: Pinturas, barnices.
Protecciones:
Catdicas: nodo de sacrificio.Andicas: Pasivacin.
Alteraciones ambientales:Descenso de temperatura.Adicin de inhibidores.Eliminacin de oxgeno disuelto.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
66/78
WWW.INACAP.CL
CONTROL DE LA CORROSIN
GalvanizadoConsiste en recubrir con Zn fundido la superficie de un acero.La pieza de acero se sumerge en un crisol con zinc a una temperatura cercana a los450C. Es Zinc se adhiere metalrgicamente al acero.
FALLA DE MATERIALES
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/flujo_galvan.AVIhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/flujo_galvan.AVI -
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
67/78
WWW.INACAP.CL
CONTROL DE LA CORROSIN
nodo de sacrificioConsisten en conectar elctricamente una estructura o pieza de acero a un metal conmenor potencial electroqumico, por lo general Zinc, Aluminio o Magnesio.
El zinc se oxida, entregando electrones al acero,el que acta como un ctodo, se reduce.electrones
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
68/78
WWW.INACAP.CL
CONTROL DE LA CORROSIN
Anodizado Consiste en formar un oxido estable y adherente en lasuperficie de un metal y da la posibilidad de colorar los metales .Se utiliza masivamente en aleaciones de aluminio y titanio.
El aluminio se oxida, forma un xido estable yadherente en la superficie (Al2O3 almina).Este xido es poroso, en donde se puedealojar la tintura.
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
69/78
WWW.INACAP.CL
CONTROL DE LA CORROSIN
Fosfatizado
Consiste en formar un fosfato metlico en la superficie de un acero para protegerlo
de la oxidacin ambiental. Se usa tambin como base para lubricantes y pinturas.Se aplica a las carroceras de automviles, mobiliario, herramientas.
Pavonado
Consiste en formar un oxido de hierro (Fe3O4) en la superficie de un acero paraprotegerlo de la oxidacin ambiental. Se aplica a pernos, herramientas, armas.
FALLA DE MATERIALES
S
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
70/78
WWW.INACAP.CL
ABRASIVO
ADHESIVO
CAVITACIN
Se define como la prdida de material debido a la accin de unafuerza sobre su superficie.
Se pueden clasificar en:
DESGASTE
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
71/78
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
72/78
WWW.INACAP.CL
CROMADO
CONTROL DEL DESGASTE
Consiste en formar una capa de cromo sobre lasuperficie de una pieza de acero de un espesor de0,1 mm.La forma de lograr el recubrimiento es porelectrodeposicin.
Cilindros cromados
FALLA DE MATERIALES
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
73/78
WWW.INACAP.CL
En el plomo se produce la reaccin de oxidacin,los electrones son recibidos por la pieza de aceroy en la superficie se adhiere el cromo que estabadisuelto en el electrolito.
Cr+2
Cromado
Las propiedades de este recubrimiento son:Elevada durezaBajo coeficiente de roceProteccin contra la oxidacin
CONTROL DEL DESGASTE
FALLA DE MATERIALES
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
74/78
WWW.INACAP.CL
74
CAVITACINLa cavitacin ocurre por una cada brusca de lapresin de un fluido por debajo de la presin devapor.Esto se debe a cambios bruscos en la velocidad del
flujo o por un efecto de vaco parcial dadogeneralmente por columnas de fluido grandes comoes el caso de las bombas.
La cada de presin genera burbujas
EROSIN LQUIDA
FALLA DE MATERIALES
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
75/78
WWW.INACAP.CL
Las burbujas, en la regin de menor presin, implotan generando ondas transmitidashacia el metal. En el punto donde choca la onda se produce la falla (erosin).
CAVITACIN
FALLA DE MATERIALES
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
76/78
WWW.INACAP.CL
PROYECCIN DE GOTAS
Ocurre cuando gotas de un lquido arrastradas por un gas que se mueverpidamente, chocan con la superficie de un metal.
FALLA DE MATERIALES
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
77/78
WWW.INACAP.CL
Minimizar la velocidad. La cavitacin aumenta de modo exponencialcon el incremento de velocidad.
Controlar el fluido. Desairearlo, eliminar exceso de vapores.
Seleccionar metales duros como aleaciones base nquel, cromo,aceros para herramientas.
Usar recubrimientos orgnicos como el caucho, poliuretano. Estosmateriales absorben las vibraciones en cavitacin y el impacto de las
gotas de lquido.
CONTROL DE LA EROSIN
FALLA DE MATERIALES
-
7/27/2019 UNIDAD TEMTICA VI FALLA DE MATERIALES
78/78
BIBLIOGRAFA
ASM, Metals Handbook Vol. 11, Failure Analysis and Prevention. 2001.Avner S. Introduccin a la Metalurgia Fsica. Editorial McGraw Hill.Segunda Edicin 1998.Askeland Donald R. La Ciencia e Ingeniera de los Materiales. EditorialThomson. Tercera edicin en espaol. 1998.Callister W. Introduccin a la Ciencia e Ingeniera de materiales. EditorialRevert. 1996Smith W. Fundamentos de la Ciencia e Ingeniera de Materiales. EditorialMcGraw Hill. Sexta edicin. 1998.Ramos Luis, Snchez Sal. Vulcanizacin y Formulacin de Hules. EditorialLimusa. 1999.Gerdau AZA. Catlogo Tcnico de Barras y Perfiles Laminados. Edicin2010.
