Efectos ambientales y de otras indoles en los materiales

EFECTOS AMBIENTALES Y DE OTRAS ÍNDOLE

Las relaciones entre estructura y propiedades de los materiales fabricados en forma de componentes se ven influidas con frecuencia por el entorno al que estáexpuesto el material durante su uso. Puede ser una exposición a temperaturas altas o bajas, esfuerzos cíclicos, impacto súbito, corrosión u oxidación. Se deben tener en cuenta estos efectos endiseño, para asegurar que los componentes no fallen en forma inesperada.
Temperatura— Los cambios de temperatura modifican profunda mente las propiedades de los materiales. Los materiales y las aleacionesque se hayan endurecido con ciertos tratamientos térmicos o técnicas de formando pueden perder repentina mente su resistencia al calentarlos. Un recordatorio trágico de que esto puede suceder es elcolapso de las torres del World Trade Center el 11 de septiembre de 2001.
Las temperaturas elevadas cambian la estructura de las cerámicas y funden o carbonizan los polímeros. En otro extremo, lastemperaturas muy bajas pueden hacer que un metal o un polímero falle por fragilidad, aun cuando las cargas aplicadas sean bajas. Esta fragilización a bajas temperaturas fue uno de los factores que causó laruptura de casco del titanic. De manera parecida, el accidente del Challenger en 1986 se debió, en la fragilización de los sellos ‘‘O’’ de hule. Son diversas las razones por las cuales algunospolímeros y algunos materiales metálicos se vuelven frágiles.
El diseño de materiales con mejor resistencia a temperaturas extremas es esencial en muchas tecnologías, como se ve en el aumento de lastemperaturas de funcionamiento de los aviones y los vehículos aeroespaciales. A medida que se alcanza mayores velocidades, hay más calentamiento en la cubierta del vehículo, debido a la fricción con elaire. Además, los motores funcionan con mayor eficiencia a mayores temperaturas. Entonces, para alcanzar mayor velocidad y mejor rendimiento de combustible, se han venido aumentando en forma gradual...