Creep

INTRODUCCION
AL CREEP
Comportamiento mecánico de
materiales a altas temperaturas

Creep
Deformación que evoluciona con el tiempo a tensión constante una vez aplicada la
carga. En materiales metálicos y cerámicos la deformación por creep es significativa a
partir de temperaturas en el rango 0,3 a 0,6 Tf.
Por el contrario, para los vidrios y polímeros la temperatura a la cual losfenómenos
de creep se tornan importantes se encuentra alrededor de la temperatura Tg de
transición vítrea del material. De manera que mientras los metales en general no
sufrirán efectos de creep a temperatura ambiente, muchos vidrios y polímeros lo
harán.
La adecuada selección de materiales para servicio a alta temperatura es un factor
esencial en el diseño resistente al creep. En general, lasaleaciones metálicas
empleadas contienen elementos tales como Cr, Ni, y Co en distintas proporciones
según las características específicas buscadas.

Resistencia a alta temperatura

Ensayos de corta duración: Tensión vs. Temperatura para deformar 3% en 10’

Creep vs Oxidación
Dado que la actividad química de los materiales aumenta con la temperatura, las
consideraciones relacionadas con laresistencia a la corrosión y oxidación se tornan
esenciales en la selección de materiales para servicio a temperaturas elevadas.

Ensayos de creep
Carga constante a una barra en tracción o compresión a la
temperatura de interés. (Norma ASTM E-139)

La tensión verdadera no se mantiene constante

Curva Deformación vs tiempo
Creep primario, secundario y terciario. Durante la etapa I o decreep primario, la
velocidad de deformación dε/dt disminuye progresivamente hasta alcanzar un valor
constante que marca el comienzo de la etapa II de creep secundario también llamada de
creep estacionario. Finalizada esta etapa se observa un aumento de la velocidad de
deformación que conduce a fenómenos de estricción y rotura (etapa III).

Curva: A: tensión ingenieril (carga) constante B:tensión verdadera constante.

Velocidad de deformación vs. Deformación

Tiempo a ruptura
El parámetro usualmente empleado para caracterizar la resistencia al creep de
materiales metálicos en ensayos de corta duración (1000 hs o menos) es el tiempo a
ruptura tr, para una dada tensión ingenieril y temperatura.

En un ensayo de tensión verdadera constante la etapa III difiere notablementerespecto de un ensayo a carga constante, pudiendo prolongarse hasta unas 200010000 hs, o más. En estos ensayos el parámetro más importante es la velocidad
de deformación estacionaria mínima dεs/dt .

Curvas Isócronas
curvas tensión-deformación para
valores de tiempo constante,
llamadas por lo tanto curvas
tensión-deformación isócronas .
A partir de ellas puede obtenerse
el módulo secanteES
correspondiente a un valor
específico de deformación.
En los polímeros por ejemplo, es
frecuente utilizar curvas de
tensión-deformación isócronas
para determinar el módulo
secante ES para un dado ε.

Polímeros
Curvas de vida para cloruro de polivinilo a
temperatura ambiente para tres valores de
deformación y para el inicio de la
estricción.

Mientras que en los ensayos de cortaduración (Rupture Creep Tests), la
deformaciones involucradas son del orden
del 50%, en los de larga duración
normalmente no superan 0.5%.

Relaciones entre tiempo, temperatura,
tensión y velocidad de deformación
Dado que los ensayos de corta y larga duración son esencialmente similares aunque
difieran en el rango de tensiones y de temperaturas, es razonable esperar que exista
algúntipo de relación que permita vincular los resultados de ambos tipos de ensayos.
Por ejemplo, Monkman y Grant identificaron la siguiente relación empírica entre el
tiempo de ruptura tr medido en un ensayo de corta duración, y la velocidad de creep
estacionario dε/dt medida en una ensayo de larga duración

donde m y B son constantes que dependen del material.
Se ha determinado que para...