Cuestionario Analisis de Fallos

 

CUESTIONARIO ANÁLISIS DE FALLOS 7.1 ¿Cuáles son las características c aracterísticas superficiales de una fractura dúctil de un metal? La fracturadentro dúctil comienza formación de un Luego cuello las y lacavidades formación se de cavidades de la zonacon de la estrangulamiento. fusionan en una grieta en el centro de la muestra y muestra y se propaga hacia la superficie en dirección perpendicular dirección perpendicular a la tensión aplicada. Cuando se acerca a la superficie, la grieta cambia su dirección a 45° con respecto al eje de tensión y resulta una fractura de cono y embudo.

7.2 Describa las tres etapas que se dan en la fractura dúctil de un metal. 1) La muestra presenta una estricción y se forman cavidades en la zona de estricción 2) Las cavidades formadas se juntan generando una fisura en el centro de la probeta que se propaga hacia la superficie de la misma y en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado 3) cuando la fisura se aproxima a la superficie, la dirección de la misma cambia a 45° respecto al eje de la tensión y se genera una fractura del tipo cono y copa.

7.3 ¿Cuáles son las características c aracterísticas superficiales de una fractura frágil de un metal? La mayoría de las fracturas frágiles son transgranulares o sea que se propagan a través de los granos. Pero si los límites de límites de grano constituyen una zona de debilidad, es posible que la fractura se propague intergranularmente. Las bajas temperaturas y las altas deformaciones favorecen la fractura frágil.

7.4 Describa las tres etapas en e n la fractura frágil de un metal. 1. La deformación plástica concentra las dislocaciones a lo largo de los planos de deslizamiento en los obstáculos.  2. El esfuerzo cortante se acumula en los lugares donde las dislocaciones están bloqueadas y como resultado se nuclean microfisuras.  3. Un esfuerzo posterior propaga las microfisuras y la energía de deformación elástica almacenada puede contribuir a la propagación de las mismas.

7.5 Describa la prueba de impacto que utiliza una probeta Charpy con muesca en V. Se suelta el péndulo pesado desde una altura determinada, el cual golpea a la probeta en su trayectoria descendente fracturándola. Conocida la masa del péndulo y la diferencia entre las alturas inicial y final se determina la energía

 

presente en el proceso de fractura. En la figura se muestra el efecto relativo de la temperatura en la energía de impacto de diversos tipos de materiales.

7.6 Cómo afecta el contenido de carbono en un acero al carbono ordinario al intervalo de temperatura de transición dúctil frágil?  A medida que aumenta el contenido de carbono de los aceros recocidos, se vuelven más frágiles y se absorbe menos energía en el impacto durante la fractura.

7.14Describa la falla por fatiga en un metal. Las piezas metálicas sometidas a esfuerzos cíclicos o repetitivos se rompen por la fatiga que sufren debido a un esfuerzo mucho menor de lo que la pieza puede soportar durante la aplicación de un esfuerzo estático sencillo.

*7.15 ¿Cuáles son los dos tipos de áreas superficiales que se observan normalmente en la superficie de un material que ha fallado por fatiga? 7.16 ¿Dónde se originan usualmente las fallas por fatiga en una sección metálica? Las piezas móviles, como los ejes de transmisión de movimiento, bielas y engranajes.

7.17 ¿Cómo es la prueba de fatiga que permite obtener las curvas SN , y qué datos se obtienen de las mismas? La superficie de la probeta tiene que estar bien pulida y adelgazada en la parte central. Durante la prueba con este aparato, el centro de la probeta está sometido a tensión en su superficie inferior, mientras que en su superficie superior lo está a la compresión provocada por el peso aplicado en el centro del aparato. se realiza para determinar los ciclos de resistencia del material

 

7.18 ¿Qué diferencia presenta la curva SN para un acero al carbono de la curva correspondiente a una aleación de aluminio a luminio de alta resistencia? En el acero al carbono primeramente hay una disminución en la resistencia a la fatiga a medida que aumenta el número de ciclos y luego la curva SN se nivela. Muchas aleaciones ferrosas presentan un límite de fatiga de aproximadamente la mitad de su resistencia a la tensión. Las aleaciones no ferrosas como las aleaciones de aluminio no presentan límite de fatiga y su resistencia es del orden de una tercera parte de su resistencia a la tensión.

7.21Describa los cuatro cambios estructurales básicos que tienen lugar cuando un metal dúctil homogéneo falla por fatiga bajo esfuerzos cíclicos. 1. Inicio de la fisura. Se inicia el proceso de daño por fatiga. 2. Crecimiento de fisuras en las bandas de deslizamiento. El inicio de la fisura tiene lugar porque el proceso de la deformación plástica no es completamente reversible. La deformación plástica, primero en una dirección y después en dirección contraria, causa surcos y estriaduras en la superficie que se denominan extrusiones en bandas de deslizamiento e intrusiones en banda de deslizamiento en la superficie de la probeta metálica.  3. Crecimiento de fisura en planos sometidos a intenso esfuerzo cortante. Durante la etapa I la fisura en un metal policristalino puede crecer sólo unos cuantos diámetros de grano antes de que cambie su dirección volviéndose perpendicular a la dirección del esfuerzo máximo de tensión sobre la probeta metálica. En la etapa II del crecimiento de fisura.  4. Máxima deformación en el punto de fractura. Finalmente, cuando la fisura cubre un área suficiente para que el resto de la sección no pueda soportar la carga aplicada, la probeta se rompe por fractura de tipo dúctil.

7.22Describa los cuatro factores principales que afectan la resistencia a la fatiga de un metal. 1. Concentración delaesfuerzos. la fatiga quedade reducida de tales forma muy importante por presenciaLa deresistencia puntos conaconcentración esfuerzos como muescas, orificios, hendiduras o cambios bruscos en la sección transversal 2. Aspereza superficial. En general, cuanto más liso sea el acabado superficial de la probeta metálica, mayor será su resistencia a la fatiga. Las superficies ásperas generan concentración de esfuerzos que facilitan la formación de fisuras por fatiga. 3. Estado de la superficie. Puesto que la mayoría de las fallas por fatiga se originan en la superficie del metal, cualquier cambio importante en las condiciones de la superficie afectará la resistencia a la fatiga del metal. La introducción de esfuerzos residuales de compresión también incrementa los ciclos de resistencia. 4. Medio ambiente. Si se encuentra presente un ambiente corrosivo durante la aplicación de ciclos de fatiga a un metal, el ataque químico acelera de manera muy importante la velocidad a la cual se propaga la fisura por fatiga. La

 

combinación del ataque corrosivo y los esfuerzos cíclicos en un metal se conoce como corrosión-fatiga.

7.27 ¿Qué se entiende por fluencia en un metal? La deformación dependiente del tiempo

7.28 ¿Qué condiciones ambientales son especialmente e specialmente importantes en la fluencia de los metales desde el e l punto de vista industrial? Para muchos diseños en ingeniería que operan a elevadas temperaturas, la fluencia de los materiales es el factor limitante con respecto a qué tan alta puede ser la temperatura de trabajo.