Fracturas de materiales

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Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior De Ingeniería Mecánica y Eléctrica

CARRERA: Ingeniería en Sistemas Automotrices

Fracturas

Introducción a la ciencia de los Materiales

Grupo: 3SM1


22/10/2011



Fracturas: Simple, Dúctil y Frágil
Generalmente los materiales metálicos experimentan una deformación plástica significante durante la realización de un ensayode tracción o pruebas de esfuerzo. En caso contrario los vidrios y los cerámicos no suelen hacerlo. Las típicas fracturas que presentan estos materiales al presentarse una carga uniaxial para este tipo de ensayos son, fractura Dúctil, fractura Frágil, fractura por Fatiga, fractura Simple.

La fractura simple es la separación de un cuerpo en dos o más trozos como respuesta a una tensión que puedeser estática (constante o variando lentamente con el tiempo) y a temperatura que son bajas en relación a la temperatura de fusión del material. Las tensiones aplicadas pueden ser de tracción, compresión, de corte o torsionales.

Los tipos de fractura típicos son dúctiles y frágiles. Esta clasificación está basada en la capacidad del material a experimentar deformación plástica. Los materialesdúctiles típicamente exhiben una sustancial deformación plástica, con alta absorción de energía antes de la fractura. Por otro lado hay una pequeña deformación plástica y una baja absorción en la fractura frágil. La ductilidad puede ser cuantificada en términos de elongación porcentual y reducción de área porcentual y es función de la temperatura del material, la velocidad de carga y estado detensiones.

Cualquier proceso de fractura involucra dos etapas, iniciación de la fisura y su propagación, como respuesta a las tensiones impuestas. El tipo de fractura es altamente dependiente de los mecanismos de propagación de la fisura. La fractura dúctil es caracterizada por una gran deformación plástica en la vecindad de la punta de fisura.

Además el proceso se lleva a cabo relativamentelento a medida de que la fisura se extiende. Así se dice que la fisura es estable. Eso significa que se resiste a cualquier propagación a menos que haya un incremento, en las tensiones aplicadas. Además generalmente se apreciara un incremento mayor o de aumento en la deformación en superficies de fractura.

Por otro lado para la fractura frágil, la fisura se puede propagar extremadamente rápido (300a 2000m/s) con muy poca deformación plástica. Tales fracturas son inestables y su propagación, una vez comenzada, continuara espontáneamente sin un incremento en las tensiones aplicadas. Se aclara que también pueden existir inestabilidades dúctiles.

La fractura dúctil es casi preferible por dos razones. Primero, la fractura frágil ocurre repentina y catastróficamente sin ninguna advertencia,consecuencia de la espontánea y rápida propagación de la fisura. Por otro lado, en la fractura dúctil la presencia de deformaciones plástica las cuales son un aviso de que la fractura es inminente. La segunda es que se requiere mayor energía para inducir la fractura dúctil por lo que los materiales dúctiles son generalmente más tenaces. Bajo la acción de una tensión de tracción, la mayoría de losmetales son dúctiles mientras que los cerámicos son notablemente frágiles.

Fractura Frágil
A) Características Generales.

La fractura frágil en una particularidad de los materiales que tienen estructura cristalina cubica de cuerpo centrado (BCC) y hexagonal. Estos materiales tienen suficiente ductilidad alrededor de la temperatura ambiente, pero se vuelven frágiles como un vidrio oun cerámico a bajas temperaturas. Este fenómeno se llama fractura frágil.

Muchos de estos ejemplos de este tipo de fractura se han reportado desde hace mucho tiempo, algún caso famoso son la fractura de los puentes construidos en Europa entre 1936 a 1938. Las fracturas frágiles se constituyen principalmente a temperaturas relativamente bajas con respecto a la temperatura ambiente, a...
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