¿Qué es una fractura en materiales y sus tipos?

¿Qué es una fractura?

Una fractura es una división de material que abarca toda la sección transversal de un material, componente o sistema técnico complejo, lo que hace que se deshaga con superficies irregulares. En muchos casos, las fracturas pueden comenzar como grietas. Donde la grieta se refiere a una división de material que no abarca toda la sección transversal de un material, componente o sistema técnico complejo, sin que aún se deshaga. En muchos casos, las grietas son puntos de partida de una fractura.

La causa de numerosos casos de daños, como la rotura repentina de una serie de “barcos Liberty” y “petroleros T2” en la década de 1940, o los numerosos accidentes espectaculares del DeHavilland DH 106 “COMET”, el primer motor a reacción de producción del mundo. avión de pasajeros, en la década de 1950 finalmente se explicaron mediante la evaluación de los mecanismos de fractura.

fractura por fragilidad

Tipos de fracturas

Todos los tipos de fracturas involucran combinaciones de los parámetros enumerados en este resumen y dependen del tipo de esfuerzo, tipo de deformación y tipo de mecanismo de fractura que opera en el material relevante. Los principales tipos de mecanismos de fractura observados en materiales de ingeniería se muestran a continuación:

  1. Fractura forzada
  2. Fractura relacionada con la fatiga
  3. Fractura dúctil (falla dúctil)
  4. Fractura frágil (fractura por escote)
  5. Fractura deslizante
  6. Fractura por fractura por escote

¿Qué es la fractura forzada?

Las fracturas forzadas son los tipos de fracturas en las que las tensiones externas hacen que un material se rompa. Las fracturas forzadas se pueden dividir en fracturas frágiles y fracturas dúctiles. Como es evidente en la imagen de abajo, las características del material frágil dan como resultado una destrucción frágil. Esto puede ocurrir tanto en transgranular como intergranular. Por otro lado, las fracturas dúctiles se caracterizan por una reducción de área más o menos marcada. La fractura puede comenzar como una formación de panal interno pero, con suficiente fluidez, este no es necesariamente el caso.

¿Qué es la fractura dúctil?

El flujo de un material puede verse como el deslizamiento de los planos cristalinos entre sí y, por lo tanto, el movimiento de las dislocaciones. El material se comporta plásticamente y, por tanto, es dúctil. La grieta comienza con la confluencia de dislocaciones (fallas de celosía lineal) en los límites de grano y fase. Como resultado, se desarrollan concentraciones de estrés local. Finalmente, de esta forma la fractura está ligada a elevadas deformaciones locales.

¿Qué es la fractura por fatiga?

Se forman fatiga o fracturas cíclicas si, debido a cambios de carga aplicada, se llevan a cabo procesos de microplásticos en las muescas más pequeñas de la superficie interna o externa. Estos pueden conducir a picos de estrés a nivel microscópico o macroscópico.

En consecuencia, el límite elástico y los excesos de alargamiento conducen a grietas pequeñas o microscópicas en la microestructura. La formación de estas grietas depende de muchos parámetros.
Estos incluyen:
– la intensidad de la carga,
– la duración de la carga,
– el tipo de carga,
– la forma de la muesca,
– el tamaño de la muesca.
El resultado es una grieta con secciones en forma de cuña. Además, las fracturas por fatiga presentan una superficie de fractura principal suave y frágil con numerosas “líneas de reposo”, así como una fractura forzada residual gruesa y rugosa que puede ocurrir tanto dúctil como frágil.

¿Qué es la fractura por fluencia?

A tensión constante y por encima de la denominada temperatura de transición Tt o Tü, tienen lugar procesos transgranulares (p. Ej., Debido a movimientos de dislocación / difusión de vacantes) e intergranulares (p. Ej. Deslizamiento / difusión del límite de grano) en la microestructura. En primer lugar, esto se asocia con un aumento lineal seguido de un aumento exponencial de la deformación. Este fenómeno se conoce como rastreo. Sin embargo, tarde o temprano, el material ya no podrá compensar el constante aumento de la tensión y las grietas que se producen y que forman el inicio de las fracturas, conocidas como fracturas por fluencia.

huecos de fluencia