ENSAYO de FLUENCIA 😉✔🔧

Ingeniosos

19 Apr 202207:19

Summary

TLDREste video educativo explica el fenómeno de la fluencia, que es la deformación permanente de un material a altas temperaturas sin incrementar la carga aplicada. Se describe el ensayo de fluencia, que implica someter una probeta a una temperatura constante y registrar su deformación a lo largo del tiempo. Se destacan tres etapas: inicial, secundaria y terciaria, con la segunda marcada por una velocidad de fluencia estacionaria. La velocidad de fluencia y el tiempo de rotura son clave para evaluar el comportamiento del material. Los materiales con grano grueso son preferidos para reducir la fluencia, lo contrario a lo común. Este conocimiento es crucial para prevenir fallos en aplicaciones extremas, como las turbinas de aviones.

Takeaways

🔥 El fenómeno de la fluencia es una deformación permanente de un material que ocurre a una temperatura constante sin incrementar la carga aplicada.
🌡️ La fluencia en caliente generalmente ocurre en metales a altas temperaturas, aunque algunos metales como el plomo pueden experimentar fluencia a temperatura ambiente.
🧪 Para estudiar la fluencia, se realiza un ensayo de influencia, que implica someter una probeta a una temperatura constante y aplicar una carga constante para observar la deformación con el tiempo.
📈 Los ensayos de influencia generan una curva que muestra la deformación en función del tiempo, con tres zonas diferenciadas: primaria, secundaria y terciaria.
📉 En la zona secundaria de la curva, la velocidad de deformación (velocidad de fluencia estacionaria) es constante y representa el comportamiento más estable del material.
⏱️ El tiempo de rotura es un parámetro importante que indica cuánto tiempo tarda un material en romperse bajo condiciones de ensayo específicas.
🔝 Un aumento en la carga o la temperatura hace que las curvas de deformación se desplacen hacia arriba, lo que significa una mayor deformación inicial y una mayor velocidad de fluencia estacionaria.
⏲️ La reducción del tamaño de grano del material puede reducir el fenómeno de fluencia y retrasar el fallo, a pesar de que en otras situaciones un tamaño de grano fino es preferible.
✈️ La controlación de la fluencia es crucial en aplicaciones donde los materiales están sometidos a altas temperaturas, como en las turbinas de aviones.
🛠️ Para aplicaciones de alta temperatura, se utilizan materiales específicamente diseñados, como las super alegaciones, que son resistentes a la fluencia y a las altas temperaturas.

Q & A

¿Qué es la fluencia en caliente de un material?
-Es una deformación permanente e irrecuperable que depende del tiempo, ocurre cuando un material está sometido a un esfuerzo y una temperatura constantes, lo que provoca que la pieza se deforme sin necesidad de incrementar la carga aplicada.
¿A qué temperaturas ocurre el fenómeno de fluencia en la mayoría de los metales?
-En la mayoría de los metales, la fluencia ocurre a altas temperaturas, razón por la cual se conoce como fluencia en caliente.
¿Qué metales pueden experimentar fluencia a temperatura ambiente?
-Metales como el plomo pueden experimentar fluencia a temperatura ambiente debido a su bajo punto de fusión.
¿Qué tipo de ensayo se realiza para estudiar la fluencia en un material?
-Se realiza un ensayo de fluencia, en el cual se somete una probeta del material a una temperatura constante y se le aplica una carga que permanece fija, registrando la deformación a lo largo del tiempo.
¿Cuáles son las tres etapas que presenta la curva de fluencia?
-La curva de fluencia presenta tres etapas: la fluencia primaria o transitoria, donde la velocidad de deformación decrece; la fluencia secundaria o estacionaria, donde la velocidad de deformación es constante; y la fluencia terciaria, donde la velocidad de deformación aumenta hasta que el material se rompe.
¿Qué ocurre en la etapa de fluencia secundaria?
-En la etapa de fluencia secundaria, la curva se aproxima a una recta y la velocidad de deformación es mínima y constante debido a que la resistencia del material y el recocido causado por la temperatura se equilibran.
¿Qué sucede en la etapa de fluencia terciaria?
-En la etapa de fluencia terciaria, la velocidad de deformación se acelera debido a la reducción de la sección eficaz de la probeta y a la aparición de agrietamientos, lo que finalmente conduce a la rotura del material.
¿Cómo afecta el incremento de la carga o la temperatura al ensayo de fluencia?
-El incremento de la carga o la temperatura aumenta la deformación instantánea y la velocidad de fluencia estacionaria, lo que acorta el tiempo de rotura, acelerando el fenómeno de fluencia y llevando al fallo del material más rápidamente.
¿Qué parámetros son los más importantes en el ensayo de fluencia?
-Los parámetros más importantes son la velocidad de fluencia estacionaria en la segunda etapa y el tiempo de rotura final.
¿Por qué es importante controlar el fenómeno de fluencia en aplicaciones de alta temperatura?
-Es crucial para evitar el fallo de piezas en aplicaciones como las turbinas de avión, donde las deformaciones por fluencia podrían causar la rotura de los álabes o el roce con otras partes, lo que podría llevar a fallos catastróficos.

Outlines

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🔥 Introducción a la Fluencia en Caliente

Este vídeo explica el fenómeno de la fluencia en caliente, donde un material puede deformarse permanentemente sin aumentar la carga aplicada, debido al efecto de la temperatura. Se describe que esta deformación ocurre en materiales como los metales a altas temperaturas, pero también en metales como el plomo a temperatura ambiente. Se menciona que para estudiar este fenómeno se realiza un ensayo de influencia, que implica someter una probeta a una temperatura constante y una carga constante, registrando la deformación con el tiempo. La curva resultante muestra tres zonas: la zona de influencia primaria con deformación elástica, la zona de influencia secundaria con una velocidad de deformación constante y muy lenta, y la zona de influencia terciaria donde se acelera la velocidad de deformación y puede llevar a la rotura del material.

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🔧 Análisis de la Fluencia y sus Aplicaciones

Se discute cómo el aumento de la carga o la temperatura afecta la velocidad de fluencia estacionaria y reduce el tiempo de rotura del material, lo que puede acortar la vida útil de las piezas. Se destaca la importancia de controlar la fluencia en aplicaciones críticas, como las turbinas de aviones, donde se trabaja a altas temperaturas y tensiones. Para estas aplicaciones, es fundamental utilizar materiales diseñados para soportar altas temperaturas, como las superalegaciones de níquel. Además, se menciona que para reducir el fenómeno de fluencia y retrasar el fallo, se prefiere un material con un tamaño de grano grueso, lo que es contrario a la tendencia de usar granos finos para mejorar las propiedades mecánicas en la mayoría de las situaciones.

Mindmap

Keywords

💡Afluencia

La afluencia, también conocida como fluencia, es un fenómeno de deformación de un material bajo tensión constante a lo largo del tiempo. En el video, se describe cómo un material puede deformarse permanentemente debido a la temperatura y al esfuerzo aplicados sin necesidad de aumentar la carga. Este proceso es crucial en el análisis de materiales expuestos a altas temperaturas, como en las turbinas de aviones.

💡Deformación plástica

Es el tipo de deformación permanente que ocurre cuando un material supera su límite elástico. En el video, se menciona que después de la deformación elástica inicial, el material entra en una fase de deformación plástica rápida en la que la velocidad de deformación disminuye a medida que el material aumenta su resistencia.

💡Ensayo de afluencia

Es una prueba experimental utilizada para medir la deformación de un material bajo condiciones constantes de carga y temperatura. En el video, se explica cómo este ensayo implica aplicar una carga constante sobre una probeta a una temperatura fija y registrar la deformación a lo largo del tiempo. Los resultados permiten estudiar el comportamiento del material frente a la fluencia.

💡Velocidad de fluencia estacionaria

Es la velocidad constante a la que un material se deforma en la etapa secundaria del fenómeno de afluencia. Esta etapa es caracterizada por una deformación muy lenta y constante. En el video, se menciona que esta es la fase más extensa y se considera crítica para determinar la estabilidad del material en condiciones prolongadas de tensión y temperatura.

💡Tensión aplicada

Es la fuerza que se ejerce sobre un material, la cual puede causar deformación. En el contexto del video, se explica cómo la variación de la tensión aplicada afecta el comportamiento de la fluencia, ya que un aumento en la tensión incrementa la velocidad de fluencia y reduce el tiempo de rotura del material.

💡Afluencia primaria

Es la primera etapa de la curva de fluencia, donde ocurre una rápida deformación inicial tras la aplicación de la carga. En el video, se describe cómo en esta etapa el material sufre una deformación plástica rápida y decreciente debido al aumento de la resistencia del material.

💡Afluencia secundaria

También conocida como etapa estacionaria, es la fase más larga de la curva de fluencia en la que la deformación ocurre a una velocidad constante y lenta. Esta etapa se describe en el video como un punto de equilibrio entre el endurecimiento del material y los efectos de recocido por temperatura, lo que permite una deformación estable durante un largo período de tiempo.

💡Afluencia terciaria

Es la última etapa de la curva de fluencia, en la que la deformación del material se acelera rápidamente hasta su rotura. En el video, se explica cómo la reducción de la sección eficaz de la probeta y la aparición de grietas llevan al fallo del material, especialmente en materiales frágiles.

💡Tamaño de grano

Se refiere al tamaño de los cristales que componen la microestructura de un material. En el video, se menciona que un tamaño de grano grueso es preferible para reducir la velocidad de afluencia, lo que resulta contradictorio con la mayoría de las situaciones donde un grano fino proporciona mejores propiedades mecánicas.

💡Superaleaciones

Son materiales especialmente diseñados para resistir altas temperaturas y esfuerzos. En el video, se utilizan como ejemplo de materiales empleados en turbinas de aviones, las cuales operan bajo condiciones extremas de temperatura y tensión, siendo las superaleaciones a base de níquel una elección común para evitar la deformación por afluencia.

Highlights

El fenómeno de la fluencia es una deformación permanente de un material por efecto de la temperatura sin incrementar la carga aplicada.

La fluencia en caliente de un material ocurre a altas temperaturas y es conocida como influencia en caliente o creep.

Algunos metales, como el plomo, pueden experimentar fluencia a temperatura ambiente debido a su bajo punto de fusión.

Polímeros también pueden mostrar efectos de fluencia, aunque generalmente se estudia más en metales.

Para analizar la fluencia, se realiza un ensayo de influencia, el cual es de larga duración y se realiza a una temperatura constante.

En el ensayo de influencia, se aplica una carga constante y se registra la deformación del material con el tiempo.

La curva resultante de la prueba de influencia muestra tres zonas distintas: primaria, secundaria y terciaria.

La zona primaria muestra una deformación elástica inicial seguida de una rápida deformación plástica.

La zona secundaria, o estacionaria, es donde la velocidad de deformación es constante y representa la mayor parte de la curva.

La velocidad de fluencia estacionaria es un parámetro clave que indica cómo se comporta el material durante la fluencia.

La zona terciaria se caracteriza por una aceleración en la velocidad de fluencia que lleva al rotura del material.

El tiempo de rotura es otro parámetro importante que define cuánto tiempo puede durar el material antes de romperse.

Aumentar la carga o la temperatura puede acelerar el fenómeno de fluencia, lo que reduce el tiempo de rotura.

La ecuación de la velocidad de fluencia estacionaria toma en cuenta la tensión aplicada, el tamaño de grano y la temperatura.

Para reducir la fluencia y retrasar el fallo, se prefiere un material con tamaño de grano grueso.

El control de la fluencia es crucial en aplicaciones donde los materiales están sometidos a altas temperaturas, como en las turbinas de aviones.

Los materiales específicamente diseñados para soportar altas temperaturas, como las super alegaciones, son fundamentales para prevenir el fallo en estas aplicaciones.

El vídeo invita a los espectadores a suscribirse y dejar preguntas en los comentarios para continuar aprendiendo sobre la ciencia y la tecnología.