Mecanica De Fractura

Mecánica de fractura
1. Objetivos:
* Describir las propiedades micro-estructurales de las fracturas en metales, cerámicas, vidrios y materiales compuestos.
* Explicar por que para diseño de ingeniería se aplica la resistencia a la fractura en lugar de la tenacidad.
* Conocer las partes de distintos tipos de microscopios.

2. Referencias Bibliográficas:
* Askeland,Donald; Fulay, Pradeep; Wright, Wendelin. Ciencia e Ingeniería de los Materiales (Sexta Edición), 2011, Cengage Learning Editores SA, Mexico.
* http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/villela_e_ij/capitulo6.pdf
* http://www.cienciaexplicada.com/2010/07/microscopio-optico.html

3. Equipos y software:

* Microscopio óptico
* Lupa electrónica

4. Materiales:* Probetas rotas (metales, polímeros, cerámicos, vidrios, compuestos)

5. Desarrollo:

* Procedimiento:

* Observación de las probetas utilizando lupa electrónica, o microscopio óptico.
* Análisis e identificación de tipos de fracturas.

* Resultados:

1. Observación de fracturas:
Materiales cerámicos:
Coralina: la coralina es un material cerámico y como la mayoríade estos sufre una fractura frágil, ya que pasa inmediatamente de la deformación elástica a la fractura, propagando rápidamente la grieta sin presentar deformación plástica.

Ladrillo: Este material cerámico presenta una fractura fragil, así podemos observar la ruptura del material sin nigun tipo de deformación plástica. Se ve el corte limpio y recto sin deformaciones.
Materiales metálicos:Acero y cobre: el acero y el cobre ensayados a tensión poseen una fractura dúctil. Esta fractura puede identificarse a nivel macro debido a las siguientes características:
* Reducción del área en el cuello o zona de rebajo
* Deformación plástica del material.
Cobre
Acero

Cobre

Aluminio:
El aluminio del laboratorio posee características de una fractura frágil, no presenta unareducción de área ni una deformación permanente. Podemos notar los planos de fractura o planos de clivaje, características de una fractura frágil.

Materiales poliméricos:
Los materiales poliméricos en su mayoría son muy dúctiles y presentan una gran deformación elástica y plástica antes de fracturarse. Por lo tanto, estos materiales presentan fracturas dúctiles.


Madera

Materialescompuestos:
Madera:
La madera presenta una fractura frágil, ya que como hemos dicho anteriormente no posee deformación plástica ni reducción del área.

A) Determine las propiedades micro-estructurales características que se asocian con una fractura dúctil de un material metálico antes observado.
Las fracturas dúctiles ocurren en metales que tienen una buena ductilidad y tenacidad.
Lafractura dúctil ocurre generalmente a través de los granos o en los límites de grano. Esta comienza con la separación de los granos como consecuencia del esfuerzo aplicado. A separarse los granos se forman los llamados microvacíos, estos crecen y se fusionan a medida que aumenta el esfuerzo. Con el tiempo el área donde ocurre la fractura se va reduciendo hasta el punto en que esta es demasiado pequeñapara soportar la carga.
B) Determine las propiedades micro-estructurales características que se asocian con una fractura frágil en una material metálico o no metálico antes observado.
En los metales las fracturas frágiles o quebradizas ocurre con frecuencia cuando el impacto, en vez de la sobrecarga es lo que produce la falla.
Tanto en los materiales metálicos como no metálicos, lainiciación de la grieta ocurre generalmente en las imperfecciones pequeñas que posee el material. Esta grieta, por lo general, se propaga a través de planos cristalográficos específicos, aunque también puede propagarse en los límites de grano.
Algunas características principales de las fracturas frágiles son: la presencia de planos de clivaje, los que le da una apariencia cristalina a la zona de...