Analisis y Fractura Del Acero

Contenido

Análisis de fractura del acero
Capítulo 1: Las pruebas mecánicas del acero Activo
1. Prueba de esfuerzo-deformación: real y de ingeniería
2. Dureza
3. Fatiga
4. Impacto
Capítulo 2: Las fallas: dúctil y frágil Inactivo
1. Templabilidad y capacidad de temple del acero
2. Fragilidad, ductilidad y resilencia
Capítulo 3: La fatiga Inactivo
1. Inicio de lafisura
2. Crecimiento de la fisura
3. Planos de alta tensión
4. Falla dúctil y final (colapso)
5. Deficiencias de diseño o maquinado y su relación con la fatiga
Capítulo 4: Causas de falla, ejemplos Inactivo
1. Cuando la causa es material
2. Cuando la causa es el diseño
3. Cuando la causa es el tratamiento térmico
4. Cuando la causa es el maquinado
5. Cuando lacausa es una mala selección del grado del acero
6. Abuso en servicio
7. Mala selección del proceso de fabricación, aceros estructura

Análisis de fractura del acero
Capítulo 1: Las pruebas mecánicas del acero
1.a) La prueba esfuerzo-deformación: real y de ingeniería
Los datos que, de forma muy somera, aporta la prueba de tracción sobre un acero, determinan con un buen grado deaproximación su perfil de respuesta mecánica a condiciones de servicio o diseño.
Bajo el nombre genérico de “prueba de tensión” se conoce una prueba mecánica en la cual una probeta de acero normalizada ( Fig.1) va a ser sujeta a la acción de una carga variable uniaxial de tensión a la que durante toda la prueba corresponderá una respectiva lectura de elongación sobre una longitud inicial de 2” desde un“calibrador de elongación” .
Fig. 1 probeta estandarizada para la prueba de tensión
A cada esfuerzo ( carga / área) corresponde una deformación la que generará una la curva de “esfuerzo-deformación ( Fig. 2) El comportamiento del acero bajo estas condiciones es dual:
a) Elástico:línea AB
Se dice que el comportamiento es elástico si al ser removida a carga, la probeta regresa a su posiciónoriginal o elongación 0, Formalmente este comportamiento se conoce como mecánico - lineal
b) Plásticolínea BC
Una vez que el valor del esfuerzo bajo la acción creciente de esta carga llega a un valor crítico, punto B, el acero pierde su elasticidad y de aquí en adelante si la carga es removida, la pieza no volverá a su longitud original, esto es, se deformará plásticamente hasta su fractura.
Unaprueba típica de tracción está documentada en:
http://www.youtube.com/watch?v=5QaqwmZ7Sic
La Fig.2 se conoce como la “curva esfuerzo-deformación de ingeniería” y no representa literalmente los cambios geométricos ni dimensionales que se llevan a cabo en la probeta durante la prueba, el esfuerzo en todo momento está basado en la carga aplicada dividida entre el área de su sección transversal inicial,la que es considerada constante, que no es exacto, la fig.3, por ejemplo, muestra cuál es el comportamiento real de la sección de un acero ASTM A-36 que sufre una reducción ( estricción) de área previo a su fractura, línea CD de Fig.2 . Complicando el cuadro los metales al ser deformados plásticamente sufren un fuerte endurecimiento conocido como “acritud” ( “strain hardening”) lo que cambiaconstantemente los parámetros de la prueba.
En algún detalle la Fig. 2 presenta 5 movimientos:
Fig. 2 curva esfuerzo-deformación
- Línea AB:
Comportamiento lineal o elástico. La probeta sufre una deformación que es directamente proporcional a la carga, es un factor de proporcionalidad conocido como Módulo de Elasticidad o de Young se considera constante en los aceros sin importar su composiciónquímica, tratamiento térmico, trabajo en frío, etc. Y se representa con la letra E, su valor es cercano a 29,000.000 lb/pulg2.
-Punto B:
En este punto, conocido como “punto de fluencia”, el acero, y otros materiales dúctiles, pierden su elasticidad el material se deforma de 15 a 20 veces más que las que ocurrieron hasta su “límite elástico” a una carga constante. Esta característica no se...