Читать книгу Análisis de fallas de estructuras y elementos mecánicos - Édgar Espejo Mora - Страница 32

A partir de la clasificación básica entre fracturas súbitas y progresivas, se puede agrupar la mayoría de los modos de falla por fractura más comunes en metales, de la manera en que se muestra en la figura 3.1, donde las fracturas súbitas se clasifican de acuerdo a si predomina un comportamiento frágil o dúctil en el proceso de falla, o si es mixto entre los dos; las fracturas progresivas se dividen de acuerdo a si son los ciclos de carga los principales responsables de la nucleación y propagación de las grietas, o si lo es el paso del tiempo, o si son mixtas (dependientes de los ciclos de carga y del tiempo).

En las fracturas por fatiga los ciclos de carga son los responsables de la nucleación y el crecimiento de las grietas (en este caso se habla de fatiga mecánica), si además un medio corrosivo ayuda a esa nucleación y/o crecimiento, se habla de corrosión fatiga. Se habla de fatiga térmica o corrosión fatiga térmica, si los ciclos de carga son consecuencia de cambios cíclicos de temperatura (ciclos de dilatación y contracción restringidos por apoyos). En la fluencia lenta se da una deformación plástica y finalmente un agrietamiento progresivo en el tiempo, el cual es activado por una alta temperatura bajo carga para el material que lo experimenta (ver numeral 2.2.4), mientras que en los fenómenos de fragilización el agrietamiento es asistido por un proceso difusivo de elementos químicos fragilizantes dentro del material cargado, donde dichos elementos pueden estar presentes en su composición química o ser aportados por el medio ambiente. En el agrietamiento por corrosión esfuerzo este se genera por la acción de un medio corrosivo en un material que está sometido a un cierto nivel de esfuerzo, sin que haya ciclos de carga (para diferenciarse de la corrosión fatiga). La fatiga termomecánica es un proceso de deformación y agrietamiento donde cooperan la fluencia lenta y la fatiga (mecánica y/o térmica), siendo común que además se tenga cooperación de la corrosión (oxidación a alta temperatura).

Figura 3.1 Clasificación general de los modos de falla por fractura más comunes en metales, de acuerdo con su naturaleza súbita o progresiva

Fuente: elaboración propia.

Los mismos modos de fractura básicos mencionados se pueden reclasificar, de acuerdo con la principal fuente activadora de la nucleación y el crecimiento de las grietas, como fracturas mecánicas, cuando es solo la solicitación por esfuerzo la responsable del proceso de falla; fracturas asistidas por el ambiente (sinergia corrosión fractura), cuando además del esfuerzo se presenta una acción química por parte del medio ambiente que rodea a la pieza; fracturas asistidas por la temperatura, cuando la generación del esfuerzo y/o del agrietamiento es consecuencia de cambios de temperatura y/o de mecanismos de deformación activados a altas temperaturas; y fracturas mixtas, cuando se den combinaciones entre las anteriores (figura 3.2).

Figura 3.2 Clasificación general de los modos de falla por fractura más comunes en metales

Nota. Efectuada de acuerdo con su origen: mecánicas, asistidas por el ambiente, asistidas por la temperatura o mixtas.

Fuente: elaboración propia.