Creep. Fluencia lenta

Materiales II

MATERIALES II
CREEP (Fluencia Lenta)
En muchas aplicaciones los componentes se ven obligados a soportar cargas constantes durante
lapsos prolongados, como por ejemplo álabes de rotor de turbina, filamento de tubos y válvulas,
cables de acero, etc. En tales circunstancias el material puede continuar deformándose hasta que su
utilidad se ve seriamente perjudicada. Tales tiposde deformaciones dependientes del tiempo pueden
ser casi imperceptibles, pero crecen durante toda la vida útil de la pieza y llevan a la rotura, aún sin
que la carga haya aumentado.
Con cargas aplicadas por corto tiempo, como en un ensayo de tracción estático, hay una
deformación inicial que aumenta simultáneamente con la carga. Si, bajo cualquier circunstancia, la
deformación continúamientras la carga se mantiene constante, a esta deformación adicional se la
conoce como CREEP.
El fenómeno conocido como "creep", se define como: "la parte dependiente del tiempo de las
deformaciones provenientes de tensiones".
Debido a su estrecha conexión con altas temperaturas en aplicaciones importantes, se suele
asociar al creep con problemas vinculados con temperaturas elevadas. Esto escierto únicamente si
las temperaturas elevadas se definen relativas al punto de fusión Tm δ, el plomo muestra un creep
significativo a temperatura ambiente y el asfalto, por ejemplo, a temperaturas menores. En algunos
materiales, como el concreto y la madera, la temperatura no es un factor importante.
Recientes desarrollos en el análisis del creep se han vinculados con aleaciones resistentes alcolor como las empleadas en turbinas a gas y plantas de poder a vapor. Como la tendencia en los
diseños actuales es de incrementar continuamente la temperatura de servicio, la situación se hace
cada vez más crítica.
MECANISMOS DE CREEP.
1) Componentes fundamentales.
La Fig.1 representa una curva de creep. La misma se obtiene aplicando una tensión o carga
constante a la pieza y midiendo lasdeformaciones que se van produciendo con el tiempo,
manteniendo la temperatura constante.

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Las deformaciones representadas por las ordenadas pueden asociarse a tres tipos distintos de
mecanismos, que pueden visualizarse dividiendo la deformación en las tres partes indicadas en la
Fig.1.
La primera parte es la deformación elástica (más la deformación plástica si latensión es
suficientemente alta) y ocurre casi instantáneamente, bajo la acción de la tensión aplicada: es la
deformación ordinaria dada por el diagrama de tensión-deformación. Si la expansión térmica que la
temperatura produce es significativa, puede ser incluida en este componente.
La segunda es la componente transitoria cuya característica principal es que tiene tasa
(“velocidad”)decreciente. La deformación es rápida al comienzo pero gradualmente se hace más
lenta a medida que se aproxima a un valor fijo determinado.
La tercera es la componente permanente que aumenta continuamente, a tasa constante bajo
tensión constante. Por tratarse de un movimiento similar al flujo viscoso, se lo conoce a veces como
creep viscoso.
NOTA: la parte primaria se omite a veces de la curva decreep. Las otras dos partes – componentes
transitoria y permanente - constituyen la deformación total identificable con el creep. Ambas
componentes son dependiente de la temperatura mediante la ecuación de Arrhenius. El creep
viscoso es comúnmente insignificativo a temperaturas inferiores al 50 % del punto de fusión,
mientras que el creep transitorio se observa en todas las temperaturas, aún cercadel cero absoluto.
De ahí que al creep transitorio a veces se lo llama creep frío, y al creep viscoso creep caliente.
A continuación analizaremos los mecanismos supuestos en los dos componentes del creep.
2) Creep transitorio.
Se identifica al creep transitorio con diversos mecanismos, dependiendo su importancia del
material y magnitud de las tensiones involucradas.
Dentro del régimen...