Termofluencia

TERMOFLUENCIA

INTRODUCCIÓN Los materiales son utilizados en diversas aplicaciones a menudo son sometidos a condiciones de termofluencia, por ejemplo los alabes de turbina de un avión, toberas de propulsores de cohetes, reactores nucleares, entre otros. Todos estos sistemas tienen un coste elevado y una falla puede ocasionar pérdidas económicas considerables u otro tipo de perdidas. El fenómenode termofluencia ocurre a cualquier temperatura pero se manifiesta de manera significativa según el tipo de material, en el caso de los materiales cristalinos la deformación por termofluencia se torna significativa a partir de temperaturas superiores a 0.4 veces la temperatura absoluta de fusión y en el caso de los materiales amorfos los átomos están distribuidos aleatoriamente y carecen de unorden de largo alcance ocasionando que la intensidad de las fuerzas moleculares varíe de un punto a otro y alcanzando el punto de fusión a distintas temperaturas. El comportamiento de los materiales sometidos a condiciones de termofluencia permite determinar los parámetros de diseño de piezas que serán puestas en servicio en diversas aplicaciones. Estos parámetros pueden ser determinado a partir delos ensayos de termofluencia, un ensayo típico de termofluencia consiste en aplicar una tensión que trascurre a través del tiempo a una determinada temperatura; el registro continuo de las deformaciones que se producen a lo largo del tiempo de duración del ensayo pueden ser representados en un gráfico deformación respecto del tiempo; por lo general esta gráfica contempla las etapas primaria,secundaria y terciaria.

En la primera etapa la tasa de deformación disminuye progresivamente, en la etapa secundaria la tasa de deformación aparentemente es constante y por ultimo en la etapa terciaria la tasa de deformación aumenta hasta que se produzca la fractura. Cabe mencionar que algunos materiales tienen una baja tolerancia al daño por termofluencia por lo qué presentarían una etapa terciariapequeña o nula, al contrario de otros materiales que pueden acomodarse a niveles elevados de daño antes de que la fractura ocurra por

termofluencia presentando una etapa terciaria pronunciada.

Elaborado por: Ramiro Alfredo Torrico Irahola

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No se ha podido alcanzar acuerdos para poder describir por medio de ecuaciones la forma de la curva de termofluencia a elevadas temperaturas.Pero los autores Evans R. W. y Wilshire B. proponen el método de Proyección θ que permite describir de forma completa de la curva de termofluencia para materiales tolerantes al daño y las curvas truncadas registradas para materiales no tolerantes al daño; además este método puede predecir y explicar las características de patrones tradicionales de comportamiento de la termofluencia, que se basan enlos micromodelos de los procesos de dislocación que gobiernan la termofluencia primaria y los procesos de daño que pueden ocasionar que la tasa de termofluencia se acelere durante la etapa terciaria.

2. TERMOFLUENCIA

La termofluencia puede ser definida como la deformación plástica de un material, cuando se aplica una carga o un esfuerzo que trascurre a través del tiempo a una determinatemperatura y se presenta aun cuando el esfuerzo aplicado sea menor al esfuerzo de cedencia. Las condiciones en la cuales ocurre la termofluencia temperatura, tiempo y esfuerzo, dependen de las propiedades mecánicas de los materiales y de su microestructura. El comportamiento de los materiales amorfos en estas condiciones no es el mismo, los materiales amorfos presentan una estructura atómica omolecular que carece de un ordenamiento, es decir los átomos están distribuidos aleatoriamente y carecen de un orden de largo alcance, ocasionando que la intensidad de las fuerzas moleculares varíe de un punto a otro, y en consecuencia el punto de fusión será alcanzado a distintas temperaturas; para los vidrios y polímeros la temperatura a la cual la termofluencia se tornan importante se encuentra...