Introducción a las pruebas de fluencia
La prueba de fluencia es una prueba mecánica especializada que evalúa cómo los materiales se deforman con el tiempo bajo una carga constante a una temperatura específica. A diferencia de las pruebas de resistencia a corto plazo, que se centran en la falla inmediata, las medidas de prueba de fluenciadeformación dependiente del tiempo—Un comportamiento crítico para los materiales utilizados en aplicaciones de carga de carga de alta temperatura o larga duración. Esta prueba revela cómo funcionará un material durante meses, años o incluso décadas, lo que lo hace indispensable para garantizar la confiabilidad de componentes en industrias como aeroespacial, generación de energía y fabricación.
Equipo de prueba y procedimiento
Equipo
Las máquinas de prueba de fluencia están diseñadas para aplicar una carga constante a una muestra mientras se mantiene un control de temperatura preciso. Los componentes clave incluyen:
- Marco de carga: Una estructura rígida para aplicar y mantener una carga constante de tracción, compresión o torsión (la fluencia de tracción es más común).
- Horno: Encierra el espécimen para lograr y mantener altas temperaturas (hasta 2000 ° C para materiales avanzados como las superaltas).
- Extensómetro: Mide pequeñas deformaciones (a menudo en micrómetros) con el tiempo.
- Sistema de control: Regula la carga y la temperatura, y registra datos (tiempo, deformación, temperatura) continuamente.
Procedimiento general
- Preparación de muestras: Mecanizado a dimensiones estandarizadas (por ejemplo, una varilla cilíndrica con una longitud de calibre de 50-100 mm). La superficie está pulida para evitar la concentración de tensión de los defectos.
- Configuración: La muestra está montada en el marco de carga, con el extensómetro unido a su sección de calibre. El horno se coloca alrededor de la muestra y los sensores de temperatura están calibrados.
- La muestra se calienta a la temperatura objetivo y se mantiene para estabilizar la expansión térmica.
- Se aplica una carga constante (por ejemplo, el 70% de la resistencia a la tracción a temperatura ambiente del material).
- La deformación se registra a intervalos regulares (minutos, horas o días) durante la duración de la prueba, que puede variar de semanas a años para estudios a largo plazo.
- Análisis de datos: Los resultados se trazan como uncurva de fluencia(deformación versus tiempo). Las métricas clave incluyen:
- Tasa de fluencia: Deformación por unidad de tiempo (por ejemplo, mm/hora) durante la fluencia secundaria.
- Vida de ruptura de fluencia: Tiempo total de falla (si la prueba se ejecuta hasta la ruptura).
- Tensión total de fluencia: La deformación total antes de la falla.
