Instituto universitario de tecnología

Alonso Gamero

Dpto. Académico de Mecánica (PNF)

Técnicas de Mantenimiento

Definición de Fallas

Decimos que algo falla cuando deja de brindarnos el

servicio que debía darnos o cuando aparecen

efectos indeseables, según las especificaciones de

diseño con las que fue construido o instalado el bien

en cuestión

Tipos de fallas

Fallas por Fracturas o Deformación

Fallas por Fatiga

Fallas por Desgates

Fallas por Termofluencia

Fallas por Fracturas o Deformación

Es la separación de un sólido bajo tensión en dos o

más piezas. En general, la fractura metálica puede

clasificarse en dúctil y frágil. La fractura dúctil ocurre

después de una intensa deformación plástica y se

caracteriza por una lenta propagación de la grieta.

La fractura frágil se produce a lo largo de planos

cristalográficos llamados planos de fractura y tiene

una rápida propagación de la grieta

Tipos de fracturas

1. Fracturas intergranular: las grietas que se propagan a lo largo de las fronteras del grano

Fractura dúctil: Esta fractura ocurre bajo una intensa deformación plástica. La fractura dúctil comienza con la formación de un cuello y la formación de cavidades dentro de la zona de estrangulamiento. Luego las cavidades se fusionan en una grieta en el centro de la muestra y se propagan hacia las superficie en dirección perpendicular a la tensión aplicada.

Tipos de Fracturas

1. Fractura trasngranular: Las grietas propagan

cortando los granos

Fracturas Frágil: Esta tiene lugar sin una apreciable

deformación y debido a una rápida propagación de

una grieta. Normalmente ocurre a lo largo de planos

cristalográficos específicos que son perpendiculares

a la tensión aplicada

Diferencia entre de Fracturas

Dúctil y Frágil

Fallas por Fatiga

La fallas por fatiga en piezas metálicas se generan porque son sometido a esfuerzos cíclicos o repetitivos, las piezas metálicas se rompen debido a un esfuerzo mucho menor a la que la pieza puede soportar durante la aplicación de un esfuerzo estático sencillo. Generalmente las piezas que sufren estas fallas son los ejes de transmisión de automóviles, bielas y engranes.

Las fallas por fatiga se originan en un punto de concentración de esfuerzo como lo es un extremo afilado o una muestra o en una inclusión metalúrgica o fisura

Etapa de la fractura

El crecimiento de la grieta, va

disminuyendo de modo proporcional el

área resistente de la pieza hasta que llega

un momento en que esa sección es muy

pequeña y no resiste la acción de las

cargas que generan, como consecuencia

de la reducción progresiva del área,

tensiones cada vez mayores hasta que la

pieza rompe. Un ejemplo de rotura por

fatiga, puede verse en la figura

Etapa de la fractura

Pieza que fallo por fatiga

Formas en las que se produce la falla por

fatiga en los componentes mecánicos

Dependiendo de la forma como actúen las tensiones alternantes sobre un determinado componente mecánico, la falla por fatiga puede darse en.

Esfuerzos pulsantes tensión- tensión o bien esfuerzos tensión- compresión

Flexión unidireccional

Flexión invertida

Torsión

Falla por desgaste

Desgaste es la erosión de material sufrida por una

superficie sólida por acción de otra superficie. Esta

relacionado con las interacciones entre superficies y más

específicamente con la eliminación de material de una

superficie como resultado de una acción mecánica.

Tipo de desgaste

Desgaste por fatiga de contacto.

Desgaste por cavitación

Desgaste adhesivo

Desgaste erosivo y erosivo-corrosivo

Desgaste por fretting

Desgaste por deslizamiento

Tipo de desgaste DESGASTE POR FATIGA DE CONTACTO.

Este tipo de desgaste ocurre cuando piezas son sometidas a

elevados esfuerzos, los cuales provocan la aparición y

propagación de grietas bajo la acción repetitiva de estos.

Tipo de desgaste DESGASTE POR CAVITACIÓN La cavitación o aspiraciones en vacio es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o

cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una

descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli

DESGASTE ADHESIVO También llamado desgaste por fricción ó deslizante, es una forma de deterioro que se presenta entre dos

superficies en contacto deslizante. Este desgaste es el segundo más común en la industria y ocurre cuando

dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra bajo presión. El aspecto de la superficie desgastada

será de ralladuras irregulares y superficiales.

Tipo de desgaste Desgaste erosivo y erosivo-corrosivo La corrosión puede ser definida de acuerdo con literatura, como un fenómeno que deteriora un material

(generalmente metálico), por acción química o electroquímica del medio ambiente, asociada o no a

esfuerzos mecánicos. La acción combinada de estos procesos, corrosión y desgaste erosivo, resulta en la

degradación acelerada de los materiales debido a su comportamiento sinérgico

Desgaste por fretting El desgaste por fretting puede conducir a la pérdida de las uniones de contacto de los cuerpos,

incrementando la vibración y acelerando la tasa de desgaste.

Tipo de desgaste Desgaste por deslizamiento

Esencialmente, el desgaste por deslizamiento es aquel en el

cual hay un movimiento relativo entre dos superficies en

contacto con una carga aplicada, donde el daño de la

superficie no ocurre por riscado debido a la penetración de las

partículas externas.

Fallas por Termofluencia

La termofluencia es la deformación de tipo plástico que puede sufrir un material cuando se somete a temperatura elevada, y durante largos periodos, aun cuando la tensión o esfuerzo aplicado sea menor que su coeficiente de resistencia a la fluencia. La termofluencia es causada por el movimiento de las dislocaciones, las cuales ascienden en la temperatura cristalina a causa de la difusión.

La dislocación no se mueve sobre un plano de deslizamiento como sería el caso de la deformación plástica causadas por una fuerza mayor, sino que se mueve perpendicular a su plano de deslizamiento.

Evalucacion del comportamiento de

termofluencia En un metal a temperatura ambiente, un esfuerzo aplicado menor que σ y no produce deformación plástica. Sin embargo, si la temperatura del metal se incrementa, es posible que comience a deformarse plásticamente aún cuando los esfuerzos aplicados sean bajos. Esta deformación plástica depende de la temperatura y del tiempo que la fuerza esté aplicada.

La Termofluencia es la deformación plástica que puede sufrir un material a temperatura elevada y durante períodos largos de tiempo aún cuando el esfuerzo aplicado sea menor que su Resistencia a la Fluencia (σ< σy ).

La Termofluencia es causada por el movimiento de las dislocaciones, las cuales ascienden en la estructura cristalina a causa de la difusión. La dislocación no se mueve sobre su plano de deslizamiento comosería el caso de la deformación plástica causada por una fuerza mayor que σy, sino que se mueve perpendicular a su plano de deslizamiento.

Aplicaciones

Es importante en aplicaciones de alta

temperatura, como los álabes de las turbinas de gas y componentes similares en motores de aviones y de cohetes. Por otro lado es útil en líneas de vapor a alta presión, y en hornos de fundición de materiales no ferrosos ya que están sometidos a elevadas temperaturas. (kalpakjian 86) fatiga el fondillo

Termofluencia Ejemplos

GRACIAS POR SU ATENCION