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ENSAYO CREEP
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1. INTRODUCCIN
La resistencia mecnica a temperaturas elevadas se
encuentra influenciada por el tiempo.
La resistencia mecnica de un material depende
considerablemente de la velocidad con la que se aplica la
carga y del tiempo de exposicin. Los ensayos para medir la
resistencia mecnica a temperaturas elevadas deben elegirse
de acuerdo con una escala de tiempos adecuada.
El ENSAYO CREEP (Creep Test) tambin conocido como el
ensayo de FLUENCIA LENTA mide la variacin de dimensiones
(deformacin) de un componente que se produce durante la
exposicin a una temperatura elevada. Tambin se denominar
a la fluencia lenta como la deformacin progresiva de un
material que se encuentra sometido a una temperatura
relativamente alta y a una tensin constante.
Un metal sometido a una carga constante fluye
lentamente y sufre un aumento de longitud que es funcin del
tiempo.
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Los procedimientos para el ensayo de
fluencia lenta estn especificados en la
norma ASTM E 139-58T.
Este ensayo depende mucho de la tensin
aplicada y de la temperatura.
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2. EQUIPO Y PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO CREEP
La probeta es similar a la probeta de
tensin. Previamente la probeta es colocada
en un horno y se calienta hasta que alcance
la temperatura deseada.
Luego se la retira del horno y se le
aplica la carga. La probeta al alargarse
disminuye su seccin transversal y la tensin
axial aumenta.
Durante las primeras horas se tomaran las
lecturas de la elongacin de la probeta.
Despus de que el metal ingrese a la segunda
etapa CREEP se tomara las lecturas dos o
cuatro veces al da hasta que se produzca la
rotura. Con las lecturas tomadas se podr
graficar la curva de la fluencia lenta.
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Horno
Probeta
Pesos
Fig. Aparato para la Aplicacin
de Carga para el Ensayo Creep
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Aislante Trmico
Elementos Calefactores
Probeta
Termocupla
Dis
tan
cia
en
tre m
arc
as
Barra para tensionar
Barra superior actuante
Barra inferior actuante
Dial indicador conectado
a la barra inferior
Resorte Rodillo
Enchufe
Fig. Horno Elctrico y Extensmetro
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3.CURVA DE FLUENCIA LENTA
Para determinar la curva de la fluencia
lenta de un metal se aplica una carga
constante a una probeta de traccin a
temperatura constante y se mide la
deformacin como funcin del tiempo.
Cuando se hacen ensayos a tensin
constante a veces en las curvas de fluencia
no aparece la etapa de velocidad de fluencia
limite.
El parmetro ms importante que se
deduce de la curva de fluencia lenta es la
velocidad mnima de fluencia (pendiente) en
diferentes condiciones de tensin y
temperatura.
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El grfico presenta dos curvas A y B. En la curva A los ensayos
son a una carga constante y en la curva B cuando se hacen ensayos a
tensin constante.
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El Eo es la deformacin inicial que se da al
aplicar la carga.
La curva de fluencia presenta tres etapas:
Fluencia Primaria, Fluencia Secundaria y Fluencia
Terciaria
3.1 FLUENCIA PRIMARIA : En esta zona hay una velocidad
de fluencia decreciente, es un periodo en la que la
fluencia lenta aumenta por efecto de la deformacin.
3.2 FLUENCIA SECUNDARIA : Tambin llamada fluencia
estacionaria o de Estado Estacionario. En esta zona hay
una velocidad de fluencia casi constante por el
equilibrio entre la deformacin y la recuperacin. Esta
etapa es la principal donde se determina la pendiente
de la curva (dE/dt) denominada velocidad mnima de
fluencia lenta.
3.3 FLUENCIA TERCIARIA : Se presenta principalmente en
los ensayos a carga constante para tensiones elevadas a
temperaturas altas. Mientras la temperatura se
incrementa, mayor ser la velocidad de fluencia.
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En el grfico de la curva de Fluencia Lenta
hay un alargamiento rpido inicial de la probeta
(Eo) luego la velocidad de fluencia va
disminuyendo con el tiempo hasta que la velocidad
apenas vare y finalmente la velocidad aumente
rpidamente hasta llegar a la fractura.
ECUACIN DE LA CURVA DE FLUENCIA LENTA
Para la curva de fluencia tenemos la
siguiente ecuacin:
L = Lo ( 1+ t1/3 ) exp kt
Donde
L: Longitud de la probeta en el tiempo t
Lo, , k : Constantes a determinar
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4. EJERCICIO
Calcular la velocidad de fluencia lenta
(Creep)para la probeta que se encuentra bajo una
tensin de 60 MPa y 500oC (Ver diagrama de la
transparencia siguiente)en trminos de
deformacin/segundo,y en %/Hr, asi como la
longitud final de la misma si su longitud
calibrada antes de someterla al ensayo es de 50.8
mm despus de 30000 minutos.
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Fig. Curvas Creep para un acero al carbono tpico
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Fig. Recuperacin de la deformacin despus de la descarga
Tiempo
Deformacin elstica
Creep bajo
carga
Probeta : empieza la descarga
Recuperacin elstica
Recuperacin plstica
Deformacin
plstica permanente
Ca
mb
io e
n lo
ng
itu
d
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Fig. Lmites de Creep (Esfuerzos que producen un 1% de Creep en
100000 Horas en varios aceros
Temperatura, oC
Lm
ite d
e C
reep, M
Pa
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Fig. Deformacin constante y curvas de ruptura para una
prueba
especfica de temperatura Tiempo
Temperatura= constante
Ruptura
Esfu
erz
o d
e te
nsi
n
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FIN DE LA PRESENTACION
