La coalescencia de microhuecos ( MVC ) es un mecanismo de fractura microscópica de alta energía que se observa en la mayoría de las aleaciones metálicas y en algunos plásticos de ingeniería .
Proceso de fractura
MVC procede en tres etapas: nucleación, crecimiento y coalescencia de microhuecos. La nucleación de microhuecos puede ser causada por agrietamiento de partículas o falla interfacial entre las partículas precipitadas y la matriz. Además, los microhuecos se forman a menudo en los límites de los granos o en las inclusiones dentro del material. [1] [2] Los microhuecos crecen durante el flujo plástico de la matriz, y los microhuecos se fusionan cuando los microhuecos adyacentes se unen o el material entre los microhuecos experimenta un estrechamiento . La coalescencia de microhuecos conduce a la fractura. [3] Las tasas de crecimiento del vacío se pueden predecir asumiendo una plasticidad continua utilizando el modelo Rice-Tracey: [2] [4]
dónde es una constante típicamente igual a 0.283 (pero depende de la triaxialidad de la tensión), es el límite elástico ,es el estrés medio , es la cepa plástica equivalente de Von Mises, es el tamaño de partícula, y producido por la triaxalidad de estrés:
Morfologías de la superficie de la fractura
MVC puede resultar en tres morfologías de fractura distintas según el tipo de carga en el momento de la falla. La carga de tracción da como resultado hoyuelos equiaxiales, que son depresiones esféricas de unos pocos micrómetros de diámetro que se fusionan de forma normal al eje de carga. Los esfuerzos cortantes darán como resultado hoyuelos alargados, que son depresiones parabólicas que se fusionan en planos de esfuerzo cortante máximo. Las depresiones apuntan al origen de la grieta, y la falla influenciada por corte producirá depresiones que apuntan en direcciones opuestas en superficies de fractura opuestas. La tensión y la flexión combinadas también producirán la morfología del hoyuelo alargado, pero las direcciones de las depresiones estarán en la misma dirección en ambas superficies de fractura.
Referencias
- ^ Askeland, Donald R. (enero de 2015). La ciencia y la ingeniería de materiales . Wright, Wendelin J. (Séptima ed.). Boston, MA. págs. 236-237. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750 .
- ^ a b Soboyejo, WO (2003). Propiedades mecánicas de los materiales de ingeniería . Marcel Dekker. págs. 393–394. ISBN 0-203-91039-7. OCLC 54091550 .
- ^ Hertzberg, Richard W. Mecánica de deformación y fractura de materiales de ingeniería, cuarta edición . John Wiley and Sons, Inc, Hoboken, Nueva Jersey: 1996.
- ^ Integridad estructural integral . Milne, I., Ritchie, RO, Karihaloo, BL (1ª ed.). Ámsterdam: Elsevier / Pergamon. 2003. págs. 186-192. ISBN 978-0-08-049073-1. OCLC 190802556 .CS1 maint: otros ( enlace )