Aspectos Tecnologicos Rotura Termofluencia

ASPECTOS TECNOLÓGICOS DE LA ROTURA FUNDAMENTOS DE LA FRACTURA FATIGA TERMOFLUENCIA O CREEP 1.1.- Concepto de termofluencia o fluencia en caliente 1.2.- Ensayos de termofluencia.
ÍNDICE

1.3.- Curva de termofluencia: influencia del tiempo. 1.4.- Dependencia de la termofluencia con la tensión y la temperatura. 1.5.- Diseño en condiciones de alta temperatura.

1.6.- Parámetro de Larson-Miller(LM).
1.7.- Desarrollo de aleaciones resistentes a termofluencia. 1.8.- Mecanismos de deformación.

Concepto e importancia

Termofluencia: Deformación plástica dependiente del tiempo que se produce en condiciones de tensión y temperatura constantes.

= f ( , T, t)
MATERIALES SUSCEPTIBLES: 1. Plásticos 2. Metales 4. Cerámicos (T Tg). Viscoelasticidad. Tt > 0.3-0.4 Tf (K) Tt > 0.4-0.5 Tf (K)1938. Ensayo de termofluencia (Creep) en la United States Steel Corporation y detalle del horno y mecanismo de medición.

Temperaturas de servicio. Ensayo de termofluencia: objetivos
Temperaturas de servicio de algunos materiales metálicos
METAL Mg Al Ti Inox ferríticos (430) Inox martensíticos (420) Inox austeníticos (304) Tº de SERVICIO ºC 345 345 650 870 735 870 Tº de FUSIÓN ºC 650 6501660 1660 1450 1450

Ni
Co

1095
1095 1485

1450
1495 2625

Termofluencia en tuberías de plomo.

Mo

OBJETIVOS DEL ENSAYO DE TERMOFLUENCIA:
• • • Determinar la vida útil de un material que trabaja a altas temperaturas. Conocer las deformaciones producidas en el material en función del tiempo para una determinada temperatura. Determinar las condiciones de trabajo en las que podemosemplear un material.

Ensayos de termofluencia

Ensayos de larga duración a temperatura elevada
El ensayo tecnológico de termofluencia se lleva a cabo aplicando una carga constante a una temperatura constante. Puede registrarse:

1. La deformación de la muestra en función del tiempo. 2. El tiempo de rotura tr 3. El tiempo necesario para alcanzar un alargamiento
determinado, p.ej. del 1%.Se han desarrollado métodos para compensar las variaciones de las dimensiones a lo largo del ensayo de manera que se puede realizar el ensayo bajo condiciones de tensión constante y no de carga constante. Los ensayos a tensión constante, facilitan una mejor

información sobre los mecanismos de fluencia en caliente.

Ensayos de termofluencia

Los ensayos de termofluencia son extremadamentecostosos puesto que:
Inmovilizan aparatos durante periodos de tiempo que se cuentan por meses (103-105 horas). Exigen de un control preciso de la temperatura. Requieren un número elevado de probetas para cubrir un dominio de temperaturas y tensiones.
En ocasiones incorporan la acción de agentes corrosivos para simular el efecto de determinadas condiciones industriales.

Curva de termofluencia90% de la vida en servicio
Velocidad mínima de fluencia / T
Estricción / Microcavidades en límites de grano. Fractura transgranular versus f. intergranular Temperatura equicohesiva

I
Endurecimiento por deformación

III
II

Curva típica de fluencia mostrando la deformación en función del tiempo a esfuerzo y temperatura (T> 0.4 Tm) constantes.

Curva de termofluencia: Influenciadel tiempo

CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS / PARÁMETROS DE DISEÑO

Velocidad de fluencia estacionaria



APLICACIONES DE VIDA LARGA.

Ej: Componentes de una central nuclear.

Tiempo de ruptura



APLICACIONES DE VIDA CORTA.

Ej: Álabes de turbina. Toberas de propulsores de cohetes.

Ensayos de termofluencia

Ensayo de fluencia a temperatura elevada para productos de acero. UNE7-321-75

•

Objeto: Determinar en función del tiempo los alargamientos debidos a la fluencia. Se realiza en condiciones de esfuerzo (a tracción) y temperatura constantes, determinando la velocidad de fluencia primaria y secundaria. El ensayo no se realiza hasta rotura y su duración puede comprender períodos hasta 10.000 horas. Aplicable para deformaciones por fluencia comprendidas entre...