FENÓMENOS DE DEGRADACIÓN EN LOS

MATERIALES

FRACTURAS POR ESFUERZO Y CORROSIÓN

Estas fracturas ocurren a esfuerzos muy por debajo del valor de fluencia del

metal, debido al deterioro por un medio corrosivo.

Las grietas por corrosión profunda y fina se producen aun cuando el metal como

un todo muestre un deterioro poco uniforme. Los esfuerzos pueden ser aplicados

externamente o ser esfuerzos residuales acumulados. Las fallas por esfuerzo y

corrosión se identifican a través de un examen microscópico del metal contiguo.

Por lo común, se observa una amplia ramificación de las grietas a lo largo de los

límites de grano. La ubicación en donde se iniciaron las grietas puede identificarse

por la presencia de un producto de la corrosión.

(Figura 1: Esquema de un metal próximo a una fractura por esfuerzo y corrosión,

que muestra las numerosas grietas inter granulares que se forman como resultado

del proceso de corrosión.)

(Jorge Luis González (1999) Metalurgia Mecánica México, México. Limusa)

DESGASTE ABRASIVO

La Norma ASTM G40-92 define el desgaste abrasivo como la pérdida de masa

resultante de la interacción entre partículas o asperezas duras que son forzadas

contra una superficie y se mueven a lo largo de ella. La diferencia entre desgaste

abrasivo y desgaste por deslizamiento es el grado de desgaste entre los cuerpos� �

involucrados (mayor en el desgaste abrasivo), ya sea por la naturaleza, tipo de

material, composición química, o por la configuración geométrica.

(Figura 2: Desgaste abrasivo a) a de los cuerpos y b) a tres cuerpos)

(Figura 3: Micrografías en microscopia electrónica de barrido mostrando micro

mecanismos de abrasión controlados por deformación plástica: a1)

microsurcado; b1) y c1) formación de proas y d1) microcorte.)

(DESGASTE DE MATERIALES: http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/desgaste.pdf)

DESGASTE POR CAVITACIÓN

La cavitación es un problema frecuentemente encontrado en equipos hidráulicos,

el cual genera gran dificultad para su mantenimiento. El desgaste por cavitación se

puede definir como aquel daño que ocurre en los materiales debido al crecimiento

y colapso de pequeñas burbujas, que surgen debido a las variaciones de presión

durante el flujo de un fluido.

Hasta hoy no hay una manera de preverse el desgaste de un equipo sujeto a

cavitación y las paradas para mantenimiento de un equipo aún son estipuladas

con base en la experiencia de los operadores. Sin embargo hoy tenemos dos

maneras de lidiar con el problema de la cavitación: uno es el desarrollo de

materiales más resistentes y otro, es mejor el diseño de equipos hidráulicos

evitando caídas de presión muy bruscas.

(Figura 4: Representación esquemática del fenómeno de enucleación y colapso de

micro-burbujas y la emisión de ondas de choque.)

(DESGASTE DE MATERIALES: http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/desgaste.pdf)

DESGASTE POR EROSIÓN

Según [ZUM GAHR, 1978], el desgaste erosivo se presenta en la superficie de los

cuerpos, resultado del impacto de partículas sólidas, líquidas o gaseosas que los

impactan. Estas partículas pueden actuar solas o de manera combinada. La

erosión afecta muchos materiales de ingeniería, especialmente elementos que

componen maquinaria usada en la industria minera y en general toda pieza que

sea impactada por cualquier tipo de partícula.

Las partículas que causan el desgaste erosivo pueden estar en ambientes secos o

húmedos pudiendo actuar en forma muy variadas

(Figura 5: Erosión de una superficie según el ángulo de impacto. a) norma. b) diferente de 90°.)

(DESGASTE DE MATERIALES: http://www.utp.edu.co/~dhmesa/pdfs/desgaste.pdf)

DEGRADACIÓN POR FLUENCIA

Deformación que se produce en un período cuando un material está sometido a un

esfuerzo constante y a temperatura constante. En los metales, la fluencia suele

producirse únicamente a elevadas temperaturas. La fluencia a temperatura

ambiente es más común en los materiales plásticos y se conoce como flujo frío o

deformación bajo carga.

(Figura 6: Degradación por fluencia.)

DEGRADACIÓN POR TENSIÓN RESIDUAL

La Degradación por tensión residual en materiales puede aparecer cuando dos

elementos entran en contacto y hay fricción entre ellos como consecuencia de las

fuerzas aplicadas. El efecto es la aparición de una concentración de tensiones en

la zona de contacto y la degradación de la superficie.

(Figura 6: Degradación por tensión residual.)

FACTORES QUE LOS PROVOCAN Y ACELERAN LA

DEGRADACIÓN DE MATERIALES

TEMPERATURA

Del latín temperatura, la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad

de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está

vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

(Qué es, Significado y Concepto http://definicion.de/temperatura/#ixzz3SMDYPegF)

FLUJO TURBULENTO

En el flujo turbulento las partículas se mueven en trayectorias irregulares, que no

son suaves ni fijas. El flujo es turbulento si las fuerzas viscosas son débiles en

relación con las fuerzas inerciales.

La turbulencia según la definición de Taylor y von Kármán, puede producirse por el

paso del fluido sobre superficies de frontera, o por el flujo de capas de fluido, a

diferentes velocidades que se mueven una encima de la otra.

(http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/conceptosbasicosmfluidos/

flujotturbulento/flujoturbulento.html)