Problemas materiales degradacion 2

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Ejercicio: 1 1-La siguiente tabla recoge los resultados obtenidos en ensayos de fluencia (Zona secundaria) para un acero a la temperatura de 510 ºC. a) Comprobar que la zona secundaria cumple la ley potencial y evaluar el valor del exponente. b) Calcular la tensión máxima que el acero puede soportar si la velocidad de deformación límite es de 1.65 x 10 -4 . ε II (h -1 ) σ(Mpa) Log (ε II ) Log (σ) 1,69E-05 180 - 4,77211330 2,255272 51 3,22E-05 200 - 4,49214413 2,301030 00 7,55E-05 240 - 4,12205305 2,380211 24 1,41E-04 265 - 3,85078089 2,423245 87 A continuación se presenta la ecuación que define la recta representada: log ε II vs logσ y = 5,3373x - 16,798 R 2 = 0,9966 -5,0 -4,5 -4,0 -3,5 -3,0 -2,5 2,20 2,25 2,30 2,35 2,40 2,45 log σ logε

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problemas degradación materialescienciaupcingenieria

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Ejercicio: 1

Ejercicio: 11-La siguiente tabla recoge los resultados obtenidos en ensayos de fluencia (Zona secundaria) para un acero a la temperatura de 510 C.a) Comprobar que la zona secundaria cumple la ley potencial y evaluar el valor del exponente.b) Calcular la tensin mxima que el acero puede soportar si la velocidad de deformacin lmite es de 1.65 x 10-4.II(h-1)(Mpa)Log (II)Log ()

1,69E-05180-4,772113302,25527251

3,22E-05200-4,492144132,30103000

7,55E-05240-4,122053052,38021124

1,41E-04265-3,850780892,42324587

A continuacin se presenta la ecuacin que define la recta representada:

n = 5,34

B=1.59210-17 Substituyendo los datos del apartado b con una velocidad de deformacin lmite de 1.65 x 10-4 obtenemos una tensin mxima de = 274.53 MPa.Ejercicio: 2

La siguiente tabla recoge los resultados obtenidos en ensayos de fluencia (Zona secundaria) para una aleacin sometida a tensin constante de 105 MPa.a) Calcular la vida del material sometido a la tensin de 105 MPa pero a una temperatura de 160 C si la deformacin total por fluencia no puede superar el valor de 0.01.

II (s-1)T (C)Ln IIT(K)1/T

4,72E-08180-16,86887194532,21E-03

2,08E-07220-15,38572784932,03E-03

7,34E-07260-14,1247568533

A continuacin se presenta la ecuacin que define la recta representada:

Ejercicio: 3

A partir de la curva general de fluencia [=f(t)] y teniendo en cuenta el comportamiento de la curva de fluencia a distintos valores de tensin aplicada [] obtenga una representacin grfica aproximada de las curvas isomtricas [=f(t)=cte.] e isocronas[=f()t=cte.].

a) Qu inters tecnolgico prctico pueden aportar las curvas isomtrica e isocrona?Ejercicio: 4Se han realizado distintos ensayos de fluencia para un acero inoxidable a una temperatura de 550 C. Se observa que al cabo de 300 horas la deformacin acumulada es de 0.12 cuando la tensin aplicada es de 350 MN/m2. Asimismo, se observa que al cabo de 1200 horas la deformacin es de 0.08 cuando la tensin es de 245 MN/m2. Suponiendo que el comportamiento a fluencia es estacionario, calcular el tiempo necesario para que una barra de unin de este mismo material se vea afectada por un 0.1% de deformacin al estar sometida a una tensin de trabajo de 75 MN/m2 a la temperatura de 550 C.

Deformacin (MN/m2)Horas( (h-1)

0,123503004,00E-04

0,0824512006,67E-05

0,00175577721,73E-07

(

Ejercicio: 5La siguiente tabla de datos muestra los resultados obtenidos en ensayos de fluencia para

una aleacin de Aluminio ensayada a una temperatura de 200 C.a) Dibuje los resultados y calcule el valor de la tensin para la cual la velocidad de deformacin a fluencia sea como mnimo 4.8x10-3 mm.m-1.h-1.b) Est realmente afectada por fluencia esta aleacin de aluminio? De un valor aproximado para su temperatura homloga.Tiempo (h) 60 MPa (mm/m) 35 MPa (mm/m)velocidad (60 MPa)velocidad (35 MPa)

00,3200,108------

200,5320,2152,660E-021,075E-02

600,8150,3321,358E-025,533E-03

901,0000,4001,111E-024,444E-03

1201,2000,4771,000E-023,975E-03

1401,3200,5329,429E-033,800E-03

1701,4770,6108,688E-033,588E-03

2201,8000,7238,182E-033,286E-03

Ejercicio: 6

Al ensayar un material a una tensin de 100 MPa se observa que la velocidad de Fluencia en estado estacionario es 1.0x10-4 s-1 a 900 K y 7.5x10-9 s-1 a 750 K, respectivamente. Calcule la temperatura mxima de trabajo si la velocidad de deformacin lmite impuesta por diseo es de 1.0x10-7 s-1.

(

Ejercicio: 7

A continuacin se dan los resultados de fluencia estacionaria que fueron obtenidos a 200C para una determinada aleacin:

(h-1) (Mpa )

2,50E-0355

2,40E-0269

a) Si se sabe que la energa de activacin para la fluencia es igual a 140 kJ/mol, calcular la velocidad de fluencia estacionaria a una temperatura de 250 C y una tensin de 48 MPa.

Ejercicio: 8

A continuacin se dan los resultados de fluencia estacionaria que fueron obtenidos a una

tensin de 140 MPa en una aleacin frrea:

a) Si se sabe que el valor del exponente de la tensin n es de 8.5 para esta aleacin, calcular la velocidad de fluencia estacionaria a 1300 K y a una tensin de 83 MPa.II (h-1)T(K)

6,60E-041090

8,80E-021200

Ejercicio: 9

Una serie de ensayos de fluencia realizados a una aleacin austentica de alta temperatura mostr los siguientes resultados:

a) Calcular cunto tiempo pasar antes de que una tensin constante de 125 MN/m2

cause una deformacin de un 1% en este material.

(MN/m2)0 (%) (mm/mm/h)ln ln

700,0412,70E-074,25E+00-1,51E+01

1050,0611,55E-054,65E+00-1,11E+01

1400,0812,75E-044,94E+00-8,20E+00

2100,1221,58E-025,35E+00-4,15E+00

2800,1620,2815,63E+00-1,27E+00

3500,2032,625,86E+009,63E-01

(

Ejercicio: 10

La siguiente tabla muestra los datos de fluencia obtenidos para un metal a una tensin de trabajo de 100 MN/m2 a diversas temperaturas:

a) Si la constante a del parmetro de Larson-Miller vale 20, calcule el tiempo para el cual se producir la rotura a la tensin de 100 MN/m2 cuando la temperatura del material es de 700 C. (R=8.314 J.mol-1.K) (mm/mm/h)T(C)T(K)Ln 1/T (K-1)

2,10E-23100373-52,222,68E-03

2,77E-17200473-38,132,11E-03

4,25E-15250523-33,091,91E-03

2,70E-13300573-28,941,75E-03

1,72E-10400673-22,481,49E-03

2,06E-08500773-17,701,29E-03

8,25E-07600873-14,011,15E-03

Ejercicio: 11Los siguientes datos de rotura por fluencia fueron obtenidos para un acero cuando ste se ensay en un rango de tensiones y temperaturas:(MN/m2)Temp. (C)tr (h)Temp.(K)(H(H/RTLN

300500472477335033454,515,70

20060057087338030652,405,30

10070029797341859651,754,61

6080095,3107345147750,614,09

3010008,6127351017248,203,40

log

log

2,45

2,40

2,35

2,30

2,25

2,20

-2,5

-3,0

-3,5

-4,0

-4,5

-5,0

= 0,9966

2

R

y = 5,3373x - 16,798

log II vs log

2,20E-03

2,00E-03

1,80E-03

-13,5

-14,0

-14,5

-15,0

-15,5

-16,0

-16,5

-17,0

-17,5

= 1

2

R

y = -8282x + 1,4136

lnII vs 1/T

1/T (K-1)

lnII

ln

Ln

6

5,5

5

4,5

4

2

0

-2

-4

-6

-8

-10

-12

-14

-16

= 1

2

R

y = 9,9959x - 57,594

ln vs ln

ln vs 1/T

y = -24886x + 14,494

R

2

= 1

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,003

1/T (K-1)

ln

(H/RT

ln

6

5,5

5

4,5

4

3,5

3

55

54

53

52

51

50

49

48

47

= 0,9918

2

R

y = 2,6891x + 39,298

(H/RT vs ln

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