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Fallas de Los Materiales
Fallas de Los Materiales
Fallas de Los Materiales
CL-SMMM01-31
Fuentes de información
• METALOGRAFÍA – UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
Programa De
Asignatura • Cargas y esfuerzos: Definición, tipos, aplicación.
Materiales de
Mecánica I • Fallas de materiales: Definición, causas mecánicas y
químicas, tipos de fallas, protección.
SMMM01
Las causas de una falla mecánica está relacionada directamente con las personas, es
incorrecto pensar que una fuerza es la causa de la falla, como se argumenta más de
alguna vez: “la causa de la falla es la fatiga de materiales”, lo que es absolutamente
falso. En el listado se mencionan las causas más comunes de fallas:
Para que se produzca una falla mecánica se debe aplicar una fuerza o esfuerzo sobre
el elemento mecánico, esta fuerza no es la causa de la falla.
3.1.- Tipos de cargas:
Tensión (tracción): Las cargas o fuerzas de tensión son las que tiran en sentidos
opuestos a la pieza para separarla.
Compresión: Son lo contrario a las cargas de tensión. Las fuerzas tratan de
comprimir un objeto para unirlo o hacerlo más corto.
Flexión: Es un tipo de esfuerzo en que la carga se manifiesta perpendicularmente al
eje longitudinal de la pieza y por tanto tiende a producir giro en torno a los puntos de
apoyo.
Torsión: Las cargas se manifiestan en el sentido tangencial al eje longitudinal de la
pieza provocando en ella movimientos de giro y deformación angular. Debido a que las
líneas de deformación generadas por las cargas opuestas en los extremos de la pieza se
contraponen, los componentes afectados por torsión tienden a retorcerse.
Corte (Cizalle): Son dos fuerzas contrarias muy próximas de la sección transversal
de una pieza, éstas se deslizan con movimiento relativo entre uno y otro. Cuando esto
ocurre, se dice que esta sección está sometida a esfuerzo cortante..
3.2.- Esfuerzos.
En este caso la Fractura Dúctil, produce superficies ásperas de color gris oscuro.
El labio de corte generalmente aparece en el lado de compresión de la fractura y es
la última sección de metal que se desprende.
Fracturas Dúctiles Debidas a Cargas de corte.
En este caso la fractura dúctil debida a cargas de corte produce una superficie
bastante suave (satinada o sedosa)
Fractura dúctil en Torsión.
Fractura frágil por tracción (clivaje) La superficie de fractura suele ser brillante y
cristalinas. Superficie fibrosa, se observa la descohesión. Foto corresponde a un
perno sobrecargado.
Fractura Material Frágil por torsión
Cuando una fractura frágil muestra características por clivaje pero no brilla o lo hace
muy poco, se debe examinar la superficie con detención (lupa) para verificar si existen
zonas ásperas (fractura intergranular)
• Tensión– Compresión.
• Flexión.
• Torsión.
Cargas cíclicas
Concentradores de esfuerzos:
Rayas superficiales.
Cantos vivos.
Roscas.
Ranuras para chavetas o cuñas.
Otros.
Superficie de fractura
Tipos De Corrosión
Ocurre por la diferencia de potencial entre dos metales diferentes en contacto o por la
diferencia de potencial entre diferentes áreas de un mismo metal, que forman una
celda galvánica. Cada celda consiste en un ánodo que produce electrones, de un
cátodo (recibe los electrones) y de un electrolito. En los electrodos se producen las
siguientes reacciones:
Cada metal posee una propiedad química denominada potencial electroquímico que
se relaciona con la capacidad del metal a oxidarse.
Los metales con mayor potencial son aquellos que tienen una menor tendencia a la
oxidación, por ejemplo el Oro.
En la figura se muestra un ejemplo, una unión entre dos tubos de acero con una acople de
Cobre. El hierro por tener menor potencial se comporta como ánodo, se corroe.
5.2.- Corrosión bajo tensiones
Ocurre cuando en un metal existen zonas con distintos esfuerzos. Las zonas con una
mayor concentración de esfuerzos actúan como un ánodo respecto a las áreas con
menos esfuerzos que se comportan como cátodos.
Se produce debido a la formación de una celda por concentración. Este fenómeno ocurre
cuando cierta región de un metal está privada del oxígeno, actuando como ánodo
respecto a la región que está en presencia de oxígeno que se comporta como cátodo. Un
ejemplo típico es un estanque de acero conteniendo agua. La parte sumergida del
estanque no está en contacto con oxígeno, por lo que se corroe. En cambio, la parte del
estanque que se encuentra sobre la línea del agua está expuesto al oxígeno y no se corroe.
En la figura se muestra otro ejemplo, una unión de dos perfiles en “L” mediante
remaches. En la zona más cercana al perno la concentración de oxígeno es menor
respecto a la zona externa, por lo tanto se corroe.
Corrosión Intergranular.
Una de las formas más usadas para evitar o minimiza el desgaste adhesivo es
el cromado. Consiste en formar una capa de cromo sobre la superficie de una
pieza de acero de un espesor de 0,1 mm. La forma de lograr el recubrimiento es
por electrodeposición.
Erosión líquida.
Cavitación
La cavitación ocurre por una caída brusca de la presión de un fluido por debajo de la
presión de vapor. Esto se debe a cambios bruscos en la velocidad del flujo o por un
efecto de vacío parcial dado generalmente por columnas de fluido grandes como es el
caso de las bombas.
Las burbujas, en la región de menor presión, implosionan generando ondas
transmitidas hacia el metal. En el punto donde choca la onda se produce la falla
(erosión).
Proyección De Gotas