8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
1/21
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
2/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
La gura es de "e#$n#%.% & de '()&*+L" -D. 'e puede apreciar al
pro ectar la recta que una aleación a /0 de $n es a %1& es relativamente
frágil, mientras que una aleación de $n al 2 0 es altamente dúctil, por lo
tanto una selección segura tomando en cuenta solo las consideraciones de
tenacidad a la ranura seria3 (@ %e M$ , se aprecia que el rango var a entre
%!& 2 !&.
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
3/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
E prom=(295 +20 )J
2
E prom= 157.5 J
→T db ≅ − 35 ℃
• 5ara / 0 $n. E prom=
(275 +7 )J 2
= 141 J
→T db ≅ 25 ℃
• 5ara %. 0 $n.
E prom=(185 +20 )J
2= 102.5 J
→T db ≅ 62 ℃
• 5ara % 0 $n.
E prom=(235 +20 )J
2= 127.5 J
→T db ≅ 120 ℃
Ta4la . 6emperaturas de transición dúctil frágil para el respectivo porcentaje
de $anganeso
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica3
T6 8 C? @ M$
/2% %
72 %.
2 /
#8 2
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
4/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-50 -25 0 25 50 75 100 125
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Te2pera!ura 8 C?
@ M$
+l porcentaje del nivel de $n 9al más cercano de %./0: necesario para
producir una temperatura de transición de dúctil a frágil de %!& es de 1. .
. Es!i2e el por e$!a5e %el $i3el 2"xi2o %e M$ 8al pr*xi2o %e .1@?
$e esario para pro%u ir u$a !e2pera!ura %e !ra$si i*$ %e %' !il a
fr"#il %e -( 6C e$ la serie %e alea io$es ,e-M$- . C %e la #ura
.
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
5/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
+l porcentaje del nivel má;imo de $n 9al
pró;imo de %./0: necesario para
producir una temperatura de transición
de dúctil a frágil de #2 !& es de 1.F .
. A o$!i$ua i*$ se !a4ula$ los %a!os o4!e$i%os 2e%ia$!e u$ E$sa&o
C/arp& e$ u$ a ero alea%o < .
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica5
Te2pera!
ura 8 C?
E$er#7a %e
I2pa !o
8G?% /%
#2 /%4# % /%8
#< =<
#/%% 78
#//8 4%
#/2 84
#/ % 2>
#/< 2
#2%% 24
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
6/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
a. Co$ la a&u%a %e los %a!os %e !e2pera!ura & e$er#7a %e i2pa !o
%a%os+ #ra que la ur3a %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il.
-225
-200
-175
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
4. De!er2i$ar la !e2pera!ura %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il %e $i%a o2o
aquella !e2pera!ura que orrespo$%e a la e$er#7a %e ro!ura i#ual al
3alor 2e%io e$!re las orrespo$%ie$!es a las as7$!o!as %e la fu$ i*$
E$er#7a-Te2pera!ura.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica6
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
7/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-225-200-175-150-125-100 -75 -50 -25 0 25
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
E prom= Emáx + Emín
2= (
105 +24 )J 2
E prom= 64.5 J
→T db ≅ − 101 ℃
. De!er2i$ar la !e2pera!ura %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il %e $i%a o2o
aquella !e2pera!ura para la ual la e$er#7a a4sor4i%a e$ el i2pa !o
es i#ual a G.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica7
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
8/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-225-200-175-150-125-100 -75 -50 -25 0 25
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
La temperatura de transición dúctil#frágil para la energ a absorbida en el
impacto de % ? es de3→T da ≅ − 108 ℃
H. Explique 4re3e2e$!e porque las alea io$es 2e!"li as BCC & =CP
pue%e$ experi2e$!ar u$a !ra$si i*$ %' !il-fr"#il al %is2i$uir la
!e2pera!ura 2ie$!ras que las alea io$es ,CC $o experi2e$!a$ !al
!ra$si i*$.
La temperatura de transición de dúctil a frágil para las aleaciones @&&
(&5 puede considerarse una manifestación de la mecánica de dislocación
más lenta para estas aleaciones a bajas temperaturas a que poseen
menos sistemas de deslizamiento el deslizamiento ocurre en los planos
no compactos, comparada con las aleaciones "&&.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica8
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
9/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
. A o$!i$ua i*$ se !a4ula$ los %a!os
o4!e$i%os 2e%ia$!e u$ E$sa&o
C/arp& e$ u$ a ero %e 4a5o o$!e$i%o
%e ar4o$o.
a. Co$ la a&u%a %e los %a!os %e !e2pera!ura & e$er#7a %e i2pa !o
%a%os+ #ra que la ur3a %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica9
Te2pera!
ura 8 C?
E$er#7a %e
I2pa !o
8G?%
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
10/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Te2pera!ura 8DC?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
4. De!er2i$ar la !e2pera!ura %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il %e $i%a o2o
aquella !e2pera!ura que orrespo$%e a la e$er#7a %e ro!ura i#ual al
3alor 2e%io e$!re las orrespo$%ie$!es a las as7$!o!as %e la fu$ i*$
E$er#7a-Te2pera!ura.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica10
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
11/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
E prom= Emáx + Emín
2= (
76 +2 )J 2
E prom= 39 J
→T db ≅ 10.5 ℃
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica11
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
12/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA. De!er2i$ar la !e2pera!ura %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il %e $i%a o2o
aquella !e2pera!ura para la ual la e$er#7a a4sor4i%a e$ el i2pa !o
es i#ual a ( G.
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Te2pera!ura 8DC?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
La temperatura de transición dúctil#frágil para la energ a absorbida en el
impacto de 2% ? es de3
→T da ≅ − 4 ℃
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica12
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
13/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
F. Los %a!os que si#ue$ fuero$ o4!e$i%os %e u$a serie %e e$sa&os %e
i2pa !o C/arp& efe !ua%os so4re ua!ro a eros+ a%a u$o %e ellos
o$ u$ o$!e$i%o %is!i$!o %e 2a$#a$eso. :ra que los %a!os &
%e!er2i$e
Te2pera!ura %eE$sa&o C
E$er#7a %e I2pa !o 8G?.
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
14/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-125-100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
0.3% Mn 0.39% Mn 1.01% Mn 1.55% Mn
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
• 5ara %.80 $n.
E prom= Emáx + Emín2 = (130
+2
)J 2
E prom= 66 J
→T db ≅ 28 ℃
• 5ara %.8= 0 $n.
E prom= Emáx + Emín
2
= (135 +5 )J
2
E prom= 70 J
→T db ≅ 9 ℃
• 5ara /.%/0 $n.
E prom= Emáx + Emín
2= (
135 +5 )J 2
E prom= 70 J
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica14
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
15/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
→T db ≅ − 4 ℃
• 5ara /. 0 $n.
E prom= Emáx + Emín
2= (
140 +15 )J 2
E prom= 77.5 J
→T db ≅ − 21 ℃
4. La !e2pera!ura %e !ra$si i*$ 8%e $i%a o2o la !e2pera!ura que
propor io$a G %e e$er#7a a4sor4i%a?. :ra que la !e2pera!ura e$
fu$ i*$ %e o$!e$i%o %e 2a$#a$eso & a$ali e el efe !o %e %i /oele2e$!o so4re la !e$a i%a% %el a ero. JCu"l ser7a el o$!e$i%o %e
2a$#a$eso 27$i2o posi4le e$ el a ero si u$a pie)a fa4ri a%a o$ Kl
%e4e u!ili)arse a 6C
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica15
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
16/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
'e observa que conforme va en aumento el 5orcentaje de $anganeso, la
temperatura de transición dúctil B frágil aumenta.
Ta4la . 6emperaturas de transición dúctil frágil para el respectivo porcentaje
de $anganeso para una energ a de impacto de % ?.
+l contenido de $anganeso m nimo en el acero si una
pieza fabricada con Cl debe utilizarse a %1& es de 1.1@.
. A 2e$u%o se re o2ie$%a$ 2e!ales ,CC para su uso a 4a5as
!e2pera!uras+ par!i ular2e$!e ua$%o se espera$ ar#as %e
i2pa !o i$espera%as e$ la pie)a. Expl7quese.
Los metales con estructura cristalina "&& 9que inclu e a las aleaciones de
aluminio cobre: permanecen dúctiles aun a temperaturas
e;tremadamente bajas. +sto implica que el ec o de que estos metalesabsorben valores de altos de energ a durante las pruebas de impacto la
cual disminu e gradual lentamente conforme se reduce la temperatura.
1 . Co2o afe !a el o$!e$i%o %e ar4o$o e$ u$ a ero al ar4o$o e$ el
i$!er3alo %e !e2pera!uras %e !ra$si i*$ %' !il-fr"#il.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica16
T6 8 C? @ M$
#4 %.8%
#/
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
17/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA )l aumentar el porcentaje de carbono en el acero, es decir que el
contenido de cementita "e 8& aumenta. &omo la cementita se caracteriza
por ser frágil, por esta razón la presencia de cementita aumenta la
temperatura de transición del mismo.
11. Los %a!os si#uie$!es se o4!u3iero$ a par!ir %e u$a serie %e
prue4as %e i2pa !o /arp& efe !ua%os so4re ua!ro /ierros
fu$%i%os %' !iles+ a%a u$o o$ u$ o$!e$i%o %e sili io %ifere$!e.
:ra que los %a!os & %e!er2i$e
Te2pera!ura %e
E$sa&o C
E$er#7a %e I2pa !o 8G?(. @
M$(.F @
M$
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
18/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
-75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
2.55% Si 2.85% Si 3.25% Si 3.63% Si
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
• 5ara 2. 0 'i.
E prom= Emáx + Emín
2= (
19 +2.5 )J 2
E prom= 10.75 J
→T db ≅ 17.5 ℃
• 5ara 2.> 0 'i.
E prom= Emáx + Emín
2= (
16 +2.5 )J 2
E prom= 9.25 J
→T db ≅ 21 ℃
• 5ara 8.2 0 'i.
E prom= Emáx + Emín
2= (
16 +2 )J 2
E prom= 9 J
→T db ≅ 35 ℃
• 5ara 8.78 0 'i.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica18
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
19/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLA
E prom= Emáx + Emín
2= (
16 +2 )J 2
E prom= 9 J
→T db ≅ 55 ℃
4. La !e2pera %e !ra$si i*$ 8%e $i%a o2o
la !e2pera!ura que propor io$a 1 G %e e$er#7a a4sor4i%a?.
-75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
2.55% Si 2.85% Si 3.25% Si 3.63% Si
Te2pera!ura 8 C?
E$er#7a %e I2pa !o 8G?
Ta4la . 6emperaturas de transición dúctil frágil para el respectivo porcentaje
de $anganeso para una energ a de impacto de /% ?.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica19
T6 8 C? @ Si
/=. 2.
27 2.>
4% 8.2
7% 8.78
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
20/21
8/17/2019 Problemas Laboratorio de Fractura..
21/21
LABORATORIO DE MECANICA DE FRACTURA Y ANALISIS DE FALLAde acero mediante maquinado, debido a que la densidad de las piezas
fabricadas por metalurgia de polvos es menor son buenos solo cuando se
aplican esfuerzos moderados.
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Metalúrgica21
Top Related