Propiedades Qumicas: Deterioro de los Materiales Ensayo de Fatiga Ensayo de Torsin

Equipo 3 ABCAfrodita Bustos LpezCarlos Emiliano Ibarra Ochoa Jos Luis Macas SalazarOsvaldo Natalio Muoz SifuentesRubn Valdez BenavidesPropiedades Qumicas: Deterioro de los MaterialesEnsayo de Fatiga Ensayo de Torsin

Deterioro de los Materiales

CorrosinQu es?Oxidacin acelerada y continua que desgasta, deteriora y que incluso puede afectar la integridad fsica de los objetos o estructuras. Corrosin Qumica Esto se debe a la formacin de carbonato de cobre e hidrxidos de cobreLa corrosin qumica tambin se presenta en la naturaleza, por ejemplo en la corrosin qumica de las rocas mediante el cido carbnico y la erosin mecnica del viento y el agua, ayudan a la formacin de caones y cavernas.Corrosin UniformePara que el medio corrosivo pueda actuar uniformemente sobre todas las partes del metalSin embargo es ms fcil de controlar, y por tanto la que menos accidentes provocaCorrosin AtmosfricaEl NaCl se incorpora a la atmsfera desde el mar; mientras que el dixido de azufre SO2 proviene del uso de combustibles slidos y lquidos que contienen azufre y por la contaminacin atmosfrica.Tipos de Corrosin AtmosfricaFactores que Influyen

Corrosin por Picadura (Pitting)Corrosin IntergranularCuando el acero es sometido a malos tratamientos trmicos, los tomos de carbono tienden a precipitarse en la frontera como carburos de cromo, esto hace que la concentracin de carburo de cromo sea mayor en la frontera reticular que en zonas contiguas, lo que genera una difusin de este material entre una zona y otra. Sensibilizacin, hace que el acero inoxidable quede expuesto a la corrosin intergranular cuando est en ambientes corrosivos.

Corrosin por ErosinOcurre cuando el metal es sometido en un medio corrosivo y un proceso de desgaste mecnico

Corrosin MicrobianaUn ejemplo comn se presenta en tanques de aluminio para combustible de aviones. Cuando el queroseno est contaminado con humedad, crecen bacterias y excretan cidos, y atacan al aluminio y causa que el tanque de combustible tenga fugas.

Oxidacin

Oxidacin

Degradacin

PolmerosDegradacin de un Polmero

FotodegradacinBajo el trmino de fotooxidacin se incluyen una gran variedad de reacciones que afectan mayoritariamente a los compuestos orgnicos y que son responsables de su oxidacin.

Degradacin TrmicaSe puede producir en ausencia de oxgeno o en presencia de ste Es necesario alcanzar niveles de temperatura relativamente elevadosSin embargo otros polmeros son muy sensibles a los efectos de la temperatura, como el poli cloruro de vinilo (PVC) que experimenta termo descomposicin a temperaturas inferiores a 200C.Degradacin OxidativaDentro de estos destaca la accin del oxgeno en combinacin con la temperatura

Al entrar en contacto el material con un medio acuoso, el agua penetra en la matriz polimrica y provoca hinchamiento, ruptura de puentes de hidrogeno intermoleculares, hidratacin de las molculas y finalmente la hidrlisis de los enlaces DisolucinExige la conversin completa del polmero en bixido de carbono, agua, sales inorgnicas y otros pequeos subproductos.

BiodegradacinEl ataque de microbios se aprovecha para producir polmeros biodegradables.Fotodegradacin

La rotura de enlace se origina por exposicin a la radiacin o al calor y por reaccin qumica.Como consecuencia la resistencia mecnica y la resistencia al ataque qumico se ven afectados.Rotura de enlace

Degradacin TermoxidativaUna reaccin de la radiacin es la ionizacin tomando en cuenta la estructura qumica del polmero y de la dosis de radiacin, de lo contrario se produce la ruptura de enlace.Aumenta la resistencia de ablandamiento y la fluencia a altas temperaturas del mismo

Degradacin por Radiacin

Corrosin Corrosin de CermicosFrecuentemente se utilizan materiales cermicos debido a su resistencia a la corrosinSuelen resistir mejor que los metales sobre todo durante largos periodos de tiempo.Ensayo de Fatiga

ENSAYO DE FATIGAA menudo un componente esta sujeto a la aplicacin cclica de un esfuerzo inferior al esfuerzo de cedencia del material. Este esfuerzo puede ocurrir por rotacin, flexin o vibracin. Aun cuando el esfuerzo este por debajo del limite elstico, el material puede fallar despus de numerosas aplicaciones de dicho esfuerzo. Este tipo de falla se conoce como fatiga. Etapas de la falla por fatiga

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Donde l es la longitude de la barra, F la carga y d el diametro33Despus de un nmero suficiente de ciclos, la probeta puede fallar. Generalmente, se prueba una serie de muestras a diferentes esfuerzos.

34El ensayo de fatiga dice el tiempo o numero de ciclos que resistir una pieza o la carga mxima permisible que se puede aplicar para prevenir la falla del componente.35EjemploUna flecha de este dimetro debera de operar durante un ao bajo estas condiciones . Sin embargo se debe considerar en el diseo un factor de seguridad significativo. El esfuerzo limite para fatiga es de 60,000 psiLa seleccin de una flecha de un dimetro solo un poco mayor har menos probable que curra la falla por fatiga. Naturalmente otras consideraciones pueden ser importantes. (Temperaturas, ambiente corrosivo etc.)ENSAYO DE TORSIN

Consiste en la aplicacin de un momento de fuerza sobre el eje longitudinal de una pieza prismtica.

Torsin MecnicaEl eje transmite la rotacin (por medio de momento torsor) al generador con lo que se realiza algn trabajo.

Las condiciones del equilibrio exigen que los mismos esfuerzos cortantes se presentarn en los planos perpendiculares.Esto significa que adems de esfuerzos cortantes en las secciones perpendiculares al eje, habr tambin esfuerzos cortantes longitudinales.

Esto se puede comprobar si se tuerce una barra que resiste menos esfuerzos cortantes longitudinales que los transversales (una pieza de madera con las fibras dirigidas a lo largo de la barra). Primeras grietas aparecern a lo largo de la barra.Durante la torsin de una barra circular las secciones giran una con respecto a otra alrededor del eje longitudinal, permaneciendo planas y sus radios rectos.Por inspeccin se nota que el giro de una seccin con respecto a otra ( ) depende, adems de la magnitud del torsor, de la distancia entre ellas.

Si se traza una lnea longitudinal en la superficie de la barra circular antes de someterla al torsor, despus de la torsin la lnea girar ngulo ; ser la deformacin por esfuerzos cortantes.

Modos de Falla de Torsin

Material dctil generalmente falla por cortante pero material frgil es ms dbil a tensin y fallar por tensin.

Una muestra del material dctil se romper a travs del plano donde se dan esfuerzos cortantes mximos: en una seccin perpendicular al eje.

Una muestra del material frgil fallar a lo largo de un plano perpendicular al plano donde se dar la tensin mxima: a lo largo de una superficie a 45 (espiral) con respecto al eje.ConceptosFrmulas Principales

Probetas cilndricasDeterminar el mximo esfuerzo cortante en un eje de 3 pulgadas de dimetro. El par aplicado es de 3000 lb-ft.

EjemploUna flecha de acero de 3 in de dimetro y 10 ft de longitud est sujeto a un par de 5000 lb-ft. Determinar el ngulo de torsin tanto en grados como en radianes.