ENSAYO de FLUENCIA 😉✔🔧
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
🔥 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.
🔧 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
💡Deformación plástica
💡Ensayo de afluencia
💡Velocidad de fluencia estacionaria
💡Tensión aplicada
💡Afluencia primaria
💡Afluencia secundaria
💡Afluencia terciaria
💡Tamaño de grano
💡Superaleaciones
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.
Transcripts
sabías que un material puede deformarse
sin necesidad de incrementar la carga
aplicada por efecto de la temperatura
este fenómeno se llama afluencia y te lo
explico en este vídeo
ah
ah
[Música]
hola amigos de la ciencia y la
tecnología
bienvenidos a ingeniosos en el vídeo de
hoy hablamos sobre la fluencia en
caliente de un material este fenómeno
consiste en una deformación permanente
es decir irrecuperable y que es
dependiente del tiempo que ocurre cuando
un material está sometido a un esfuerzo
de una temperatura constantes es decir
la pieza es deformada según el tiempo
aumenta sin necesidad de incrementar la
carga aplicada en el caso de la mayoría
de los metales solamente ocurre a altas
temperaturas por lo que se suele conocer
a este fenómeno como influencia en
caliente o clip aún así hay metales en
los que ocurre a temperatura ambiente
como el plomo ya que tiene un bajo punto
de fusión efecto también visible en
polímeros pero como se estudia y analiza
este fenómeno para ello es necesario
realizar un ensayo de influencia este
ensayo es simple pero de larga duración
en primer lugar necesitamos una probeta
del material que queremos enseñar la
cual se somete a una temperatura
constante
seguidamente se aplica una carga que
puede ser un peso de este modo tendremos
en todo momento la misma carga aplicada
que causará la deformación del material
el siguiente paso es el más sencillo
sólo hay que esperar e ir registrando la
deformación de la probeta
normalmente la máquina utilizada para el
ensayo lo hará automáticamente por lo
que no es necesario mucho esfuerzo por
nuestra parte y menos mal porque estos
ensayos en función de la temperatura y
la carga y el propio material se pueden
alargar días lo que tardé en romperse la
probeta qué información podemos obtener
con este ensayo el resultado principal
es una curva que expresa la deformación
sufrida por la probeta en función del
tiempo
como vemos esta curva presenta tres
zonas completamente diferenciadas la
primera de ellas es conocida como zona
de influencia primaria o transitoria
aquí encontramos la deformación elástica
inicial producida justo cuando la carga
es aplicada en la probeta
a partir de este momento se produce una
rápida deformación plástica siendo a la
velocidad de deformación decreciente por
lo que la curva se aplana esto se debe a
que debido a la deformación el material
experimenta un incremento de su
resistencia lo que se opone al fenómeno
de fluencia de esta manera entramos a la
segunda etapa de la curva esta zona es
la más extensa en cuanto a duración
conocida como la zona de influencia
secundaria o estacionaria en esta etapa
la curva se aproxima a una recta siendo
la pendiente la mínima de toda la curva
es decir encontramos la menor velocidad
de florencia constante para toda esta
etapa lo que se conoce como velocidad de
influencia estacionaria
este comportamiento es debido a que se
están produciendo dos fenómenos
contrarios que se compensan por un lado
la resistencia del material se está
incrementando por efecto de la
deformación lo que se opone a la
afluencia sin embargo por efecto de la
temperatura se produce un recocido
contra acritud disminuye la resistencia
la suma de estos efectos contrarios
produce un régimen de ensayo estable y
muy duradero donde la velocidad a la que
se deforma la probeta es constante y muy
lenta al final llegamos a la tercera
etapa la afluencia terciaria donde se
produce una aceleración de la velocidad
de influencia debido a la reducción de
la sección eficaz de la probeta y la
aparición de los primeros agrietamientos
lo que conduce a su rotura si el
material tiene un carácter frágil esta
tercera etapa puede no existir
los parámetros que más nos interesan de
este ensayo y que definen el
comportamiento del material ante el
fenómeno de influencia son dos la
velocidad de influencia estacionaria en
la segunda etapa y el tiempo de rotura
final pero obviamente esta curva ha sido
obtenida para unas condiciones de carga
aplicada y temperatura de ensayo como
afecta a la variación de estas
condiciones su efecto podemos verlo
resumido en las siguientes gráficas cuya
forma y tendencia general son similares
en primer lugar si se incrementa tanto
la carga o lo que es equivalente la
tensión aplicada o se incrementa la
temperatura las curvas se mueven hacia
arriba es decir la deformación elástica
instantánea se incrementa el aumento de
la carga produce como es natural una
mayor de formación mientras comentar la
temperatura disminuye el módulo elástico
de material por otro lado tanto el
aumento de la carga como la temperatura
aumentan la velocidad de influencia
estacionaria incrementando la pendiente
o la inclinación de la curva en la zona
secundaria y también reducen el tiempo
de rotura lo que acorta la curva en
definitiva incrementar cualquiera de
estas dos variables producirá una
aceleración del fenómeno de fluencia
llegando antes al fallo del material por
lo tanto la afluencia será más
problemática cuanto mayor temperatura y
cargas aplicadas la velocidad de
influencia estacionaria que es realmente
la velocidad del tramo más largo de la
curva y por lo tanto el más importante
se puede describir con la ecuación
siguiente esta ecuación tiene en
consideración el efecto de la tensión
aplicada el tamaño de grano de la micro
estructura del material y la temperatura
lo curioso es que para reducir el
fenómeno de la afluencia y retrasar el
fallo se prefiere un material con tamaño
de grano grueso lo que es contrario a la
mayoría de situaciones para las que un
tamaño de grano fino aporta las mejores
propiedades mecánicas
controlar el fenómeno de deformación por
fluencia en aplicaciones donde los
materiales están sometidos a altas
temperaturas es muy importante para
evitar el fallo de las piezas un ejemplo
típico en el que pueda aparecer este
fenómeno es en las turbinas de un avión
que trabajan a altos niveles de tensión
y temperatura bajo estas condiciones
podrían producirse deformaciones por
fluencia que ocasionan la rotura de los
álabes o incluso que se produzcan roces
con la carcasa y otras partes en
definitiva algo que no es deseado para
aplicaciones de este tipo es necesario
utilizar materiales específicamente
diseñados para y altas temperaturas como
las super alegaciones para el caso de
estos motores de avión suelen ser en
base níquel esto ha sido todo por hoy
muchas gracias por elegir el canal para
seguir aprendiendo podéis dejar
cualquier pregunta en los comentarios y
estéis invitados a suscribiros gracias y
recordad en el saber nunca cabe la
saciedad hasta otra
[Música]
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