UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA METALRGICA

MECNICA DE FRACTURA Y ANLISIS DE FALLA

Ejercicios Termofluencia

Grupo N 1

Integrantes:Bolaos Vargas, Luis AlfredoLen Chaffo, Luis Muoz Castillo, Daniel AlejandroRojas Cuba, Brando ErnestorRosales Alcantara, SheilyVsquez Castillo, AntonyVega Huamn, Alex

Docente:Ing. Mg. Purizaga Fernndez, Ismael

TRUJILLO PERU2012Ejercicios1. Un acero inoxidable 1.25KCr-1Mo-0.25V, debe tener un tiempo a la ruptura por lo menos de 15 aos a 500C. Calcular la tensin mxima que se puede permitir.Solucin:Tiempo: 15 aos=T= 500C=773K Parmetro de Larson-Miller

=19.4Con este valor vamos a la grfica de Esfuerzo vs PL-M se tiene la tensin

Segn la grafica la tensin mxima es de 200 MPa

2. Una probeta que ha sido sometida a termofluencia a 1000C tiene una velocidad de termofluencia en estado estable de 510-1% por hora se considera que el mecanismo de termofluencia para este caso es de escalamiento de dislocaciones con una energa de activacin de Q=200.000 J/mol determinar la velocidad de termofluencia a 700C, suponiendo que se duplica el esfuerza de servicio.Solucin:Segn la ecuacin de Arrhenius:d/dt=Es=Ae-Q/RTDespejando:A=Ese+Q/RTA= (510-1% por hora) e (210^5 j/mol)/(8.314j/mol.k)(1273k)A= 80.5106 % horaA temperatura de 700C =973Kd/dt=80.5106 % horae(210^5 j/mol)/(8.314j/mol.k)(973k)

d/dt=Es=1.4710-3 % por horaComparando:1000C700CEs=510-1% por horaEs=1.4710-3 % por hora

Notamos que a mayor temperatura mayor velocidad de termofluencia.

3. Disee una cadena de hierro fundido dctil (figura 6-26) para operar en un horno de ladrillos cermicos. El horno tiene que operar sin ruptura durante 5 aos a 600 C, con una carga aplicada de 5000 lb.

Fig. 6 25 b

Solution

El parmetro de Larson Miller para el hierro dctil es

La cadena debe durar 5 aos, es decir

t = (24h/d)(365d/ao)(5aos) = 43800 h.

De la figura 6- 25(b), el esfuerzo aplicado no debe ser ms de 2000 psi.El rea transversal total de la cadena, requerida para soportar la carga de 5000 lb es

El rea transversal de cada mitad del eslabn de hierro es entonces de 1.25 plg2 y, suponiendo que se trata de una seccin transversal circulard2 = (4/) A = (4/) (1.25) = 1.59d = 1.26 plg

4. Estime el tiempo de ruptura de un acero S -590 sometido a un esfuerzo de 100MPa a 1000C. Repita el clculo si T=700C y T=1000C, pero con el esfuerzo de 50MPa.

Solution

De la grfica obtenemos que a un esfuerzo de 100MPa, T(20+logt) =25200

Despejando: logt=(25200/T)-20

Log t=(25200/1273)-20=-0,2Es decir t=0,62horas=37,5minutos.

Para T=500CLog t=(25200/973)-20=5,9Es decir t=7,93*10^5 horas (90,5aos)

Para T=1000C y Esfuerzo de 50MPaLog t=(27200/1273)-20=1,37Es decir t=23,3 horas

Conclusin:Mayor temperatura de trabajo, menor tiempo de ruptura

Mayor tensin aplicada, menor tiempo de ruptura.

5. Disee un perno de hierro fundido dctil para funcionar en un horno para ladrillos cermicos. El horno tiene que operar sin ruptura.Condiciones: T=800CTiempo =10 aosCarga = 4000libras

SolucinEncontrando el parmetro de Larson - Miller

El parmetro de Larson Miller para el hierro dctil es

El perno debe durar 10 aos, es decir:t = (24h/d)(365d/ao)(10aos) = 87600 h.

De la figura, el esfuerzo aplicado no debe ser ms de 3000 psi.El rea transversal total del perno requerida para soportar la carga de 5000 lb es

El rea transversal de del perno de hierro es entonces de 1.7 plg2 y, suponiendo que se trata de una seccin transversal circulard2 = (4/) A = (4/) (1.7)d = 1,47plg. Es decir el perno debe tener un dimetro de 1,47plg.

6.

Solucin:Temp=980OC=1253oK,Esfuerzo=1000 psiTr=10 000 horas

Para disear la barra a las condiciones dadas Temp=500 oC=773oK

Referencias Bibliogrficas

Gonzales, J. (2003). Metalurgia Mecnica. Editorial Limusa. Mxico http://www.uca.edu.sv/facultad/clases/ing/m210031/Tema%2010.pdf