Problemas materiales degradacion 2
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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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