termo fluencia

1. 1

2. 2
I. ÍNDICE
I.ÍNDICE ........................................................................................................ 2
II.RESUMEN ................................................................................................. 3
III.INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 4
IV.TÍTULO .................................................................................................... 7
V.OBJETIVOS ............................................................................................... 7
4.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................... 7
4.2OBJETIVO ESPECÍFICO ......................................................................... 7
VI MARCO TEÓRICO................................................................................... 7
6.1 DEFINICION DE LA TERMOFLUENCIA …………………………….7
6.2. TRACCIÓN …………………………………………………………….8
6.2.1 TENSIÓN Y DEFORMACIÓN VERDADERA ……………………...11
6.2.2 ENSAYO DE TERMOFLUENCIA………….………………………... 11
6.2.3. FRACTURA POR TERMOFLUENCIA ……………………………...12
6.3 CURVAS DE TERMOFLUENCIAS……………………………………..12
6.3.1 CURVAS DE TERMOFLUENCIA A TEMPERATURAS BAJAS……15
6.3.2. CURVAS DE TERMOFLUENCIAS A TEMPERATURAS ALTAS…15

3. 3
6.4. MECANISMO DE TERMOFLUENCIA …………………………………17
6.5. DISEÑO CON TERMOFLUENCIA ……………………………………18
6.5.1 PARÁMETRO DE SHIRBY- DORN …………………………………...18
6.5.2 PARÁMETRO DE LARSON- MILLER …………………………………19
VII.CONCLUSIONES ................................................................................. …...20
7.1 GENERAL……………………………………………………………………..20
7.2 ESPECÍFICAS ………………………………………………………………20
VIII.BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................21

4. 4
II. RESUMEN
En el presente trabajo de informe, investigaremos sus característica, definición y
comportamiento de la termofluencia en los materiales, para su mayor veracidad hemos acudido a
diferentes fuetes de información para que nuestro trabajo sea más confiable. Pues bueno, en este
informe se tratará específicamente todo sobre termofluencia, que tiene que ver con deformación,
ensayos, algunos ejemplos, su grafica en la curva, cargas sometidas, esfuerzos. Los factores
intervinientes, pues tenemos al tiempo, temperatura, deformación. También conocer en qué
momento es un tiempo inicial o un tiempo final, y todos esos detalles muy importantes que
debemos conocer, tener n cuenta que la curva del material sometido a cargas cuando interviene la
temperatura tiene tres etapas, entonces todo ello, lo debemos tener bien en claro para conocer
recién el concepto de la termofluencia.
III. INTRODUCCIÓN
Cuando nosotros estudiamos un material, cuando por ejemplo vemos el ensayo de tracción, en
realidad lo que vemos y se produce en el material cuando le aplicamos una carga es precisamente
una fluencia, que con el tiempo esa fluencia va a terminar en la rotura de un material, esa
fluencia que se produce normalmente cuando le aplicamos una carga en realidad se llama una
fluencia lenta, pero si nosotros ahora a ese materia que le hemos aplicado una carga y se ha

5. 5
producido una fluencia lenta en el tiempo, le sometemos a una determinada temperatura y digo
temperatura por no es cualquier temperatura, porque debe ser sometido a temperaturas altas, esa
fluencia que sea sometido a lo largo del tiempo ahora se reduce en el tempo y llega a la rotura
rápidamente, bueno a esto se llama termofluencia. Cuando una piza está trabajando a altas
temperaturas, además esa pieza está sometida a cargas.
Bueno decimos entonces, cuando un metal o una aleación están bajo una carga o esfuerzo
constante, podrían sufrir una deformación plástica durante un cierto periodo de tiempo. Entonces
la termofluencia aparece cuando un material en servicio está expuesto a temperaturas elevadas y
carga constante simultáneamente.
La termofluencia es un fenómeno no deseable para los ingenieros civiles, porque limita el tiempo
de servicio de una pieza y ocurre en todo tipo de materiales. Por lo tanto, debe hacerse un cambio
periódico a ese material.
Un ejemplo un ingeniero debe seleccionar un material para que trabaje, debe seleccionar al
material con muy baja velocidad de fluencia, eso significa que ese material que va estar sometido
a una determinada temperatura con una carga constante, que esa velocidad sea la más baja
posible para que no legue a la rotura.
Cintas y J.A. nos dicen que, a altas temperaturas, la vida útil de un material metálico sometido a
cualquier tipo de cargas está limitado. Sin embargo, a bajas temperaturas y en ausencia de
agentes externos, la vida del metal para cargas no cíclicas se encuentra ilimitada, siempre que no
excedan de la tensión final o de rotura. En ciertas aplicaciones, como turbinas de vapor en
plantas termoeléctricas, motores de aviones a reacción y cohetes, hornos de fundición y reactores
nucleares, por ejemplo, los materiales están expuestos a temperaturas extremadamente altas. En

6. 6
el caso de los metales, la influencia de la temperatura se basa en la Tf, la temperatura absoluta de
fusión. Cuando la temperatura es del orden de 0.3 a 0.6 veces Tf (o mayor), los movimientos de
los átomos inducen una deformación muy lenta, llamada termofluencia (creep en inglés), si el
material está sometido a esfuerzos. Esta deformación termina por causar problemas
dimensionales en la estructura o componente, los cuales provocan un mal funcionamiento o fallo.
Si permanece sometido a esfuerzos a temperaturas altas, el material podrá romperse
o fracturarse finalmente. Se entiende por Termofluencia aquél fenómeno por el cual, a altas
temperaturas, continúa la deformación una vez cesa de aumentar el esfuerzo. Después de un
período de tiempo, dicho fenómeno puede terminar en fractura porque se haya alcanzado la
tensión de rotura (también llamado rotura por creep). Las condiciones de temperatura, tensiones
y tiempo bajo las cuales suceden los fallos por termofluencia y por rotura dependen del tipo de
metal o aleación, su microestructura, y de cualquier agente externo. En consecuencia, los
fallos por alta temperatura suelen ocurrir por encima de un rango de temperaturas variable;
concretamente la termofluencia aparece cuando se supera ligeramente la temperatura de
recristalización del metal o aleación, estado en el que los átomos se desplazan para reorganizar la
estructura.

7. 7
IV. TÍTULO
LA TERMOFLUENCIA
V. OBJETIVO
5.1. OBJETIVO ESPECÍFICO.
Dar a conocer en que se basa la termo fluencia, como se comporta, cuáles son sus funciones y
aplicación.
5.2. OBJETIVO GENERAL.
 Estudio del defecto de la termofluencia sobre el hierro fundido.
 Causas principales para que pueda surgir o para que se origine la termofluencia.
 Conocer las consecuencias o perjuicios de la termofluencia en el campo de la ingeniería
civil.
VI. MARCO TEÓRICO
6.1 DEFINICION DE LA TERMOFLUENCIA
La termofluencia es la deformación plástica que puede sufrir un material cunado se somete a
altas temperaturas y durante largos periodos de tiempo, esto debido al movimiento de las

8. 8
dislocaciones propias del material; la palabra dislocaciones ya tenemos definido desde la ley de
Schmid.
La deformación plástica de un material bajo la acción de cargas, más bien dicho esfuerzos
constantes, transcurre a través del tempo y se presenta aun a esfuerzos menores que esfuerzos de
cedencia, es decir se activan por calor.
Sevilla, J. Cuando un material está sometido a una carga o tensión constante, puede
sobrevenir una progresiva deformación plástica en un período de tiempo, que
puede verse agraviada por las altas temperaturas. Esta deformación con la temperatura,
dependiente del tiempo, se denomina termofluencia. La termofluencia en los metales y
aleaciones es muy importante en algunos tipos de diseños de ingeniería, particularmente en
aquellos que operan a elevadas temperaturas. Por ejemplo, un ingeniero que seleccione una
aleación para las aspas de una turbina de gas debe elegir una aleación con muy baja velocidad de
fluencia puesta, que las aspas deben permanecer en servicio durante un largo período de tiempo,
antes de ser reemplazadas cuando alcancen la deformación máxima permitida. Para muchos
diseños en ingeniería que operan a elevadas temperaturas, la fluencia de los materiales es el
factor limitante con respecto a cómo de alta puede ser la temperatura de trabajo.
6.2. TRACCIÓN
Nos estamos refiriendo a los ensayos de tracción convencional, este ensayo proporciona
información de la carga o fuerza necesaria para provocar que la probeta se deforme hasta la
rotura. Se ilustra a continuación, una imagen donde se observará un esquema a tracción, sacado
del internet.

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En suma, el
ensayo a tracción se realiza con la finalidad de conocer su resistencia mecánica y ductilidad,
entonces cuando hablamos de resistencia mecánica esta relacionando con esfuerzo máximo
esfuerzo de fluencia. Mientras que la ductilidad se mide a través de alargamiento y/o estricción
de rotura.
(Eduardo, D. M, G. et al 2010). Una probeta metálica sometida a este tipo de ensayo presenta dos
etapas o comportamientos bien diferenciados. En la primera etapa, antes de alcanzar la carga
máxima, la distribución de tensiones y deformaciones en la probeta es homogénea. En una
segunda etapa, luego de alcanzar el valor de carga máximo, se produce la localización de las
deformaciones en la zona central de la probeta, el estado de tensiones deja de ser homogéneo en
la probeta y aparece un cuello o estricción en la zona central de la misma.
Entre los numerosos trabajos relacionados con el ensayo de tracción simple en metales pueden
mencionarse los de Norris et al. (1978) y Goicolea (1985) quienes ensayaron experimentalmente
probetas cilíndricas de acero y realizaron simulaciones numéricas. Desde el punto de
vista analítico son de destacar las contribuciones Bridgman (1944) y Davidenkov y Spiridonova
(1946) quienes mediante fórmulas describen las relaciones entre deformaciones y tensiones en
la zona de estricción.

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En el contexto de modelos numéricos con las modernas formulaciones de la plasticidad basadas
en la descomposición multiplicativa de la cinemática se deben destacar los trabajos de
Hallquist (1982), Simó (1988b), Simó y Armero (1992), Garino (1993), Ponthot (1994),
Goicolea et al. (1996) y Garino et al. (1996b). Además, desde el punto de vista numérico de este
tipo de ensayo se siguen dos enfoques bien diferenciados. El primero de ellos consiste emplear
una probeta homogénea, en la cual la aparición de la estricción está asociada a una bifurcación
en la respuesta de los puntos situados en la zona de localización de las deformaciones. Esto
implica realizar un estudio de autovalores para determinar tanto la bifurcación como la
trayectoria postcrítica (Needleman, 1972).
Un segundo enfoque consiste en emplear una probeta a la cual se le impone una pequeña
imperfección en la zona central de la misma con el objeto de que la estricción o cuello se
produzca en dicha zona. Esto implica tratar con un problema de punto límite con imperfecciones.
Este segundo enfoque se distingue por la sensibilidad de los resultados frente al tamaño de las
imperfecciones geométricas como se muestra en los trabajos de Garino et al. (2004, 1996a),
quienes estudian diferentes tamaños de una misma imperfección geométrica.
En este trabajo se analiza la influencia del tamaño y tipo de imperfección geométrica en la
respuesta del ensayo de tracción simple en metales sometidos a grandes deformaciones. Para
ello se simula numéricamente este tipo de ensayos para distintos tamaños y tipos imperfecciones
geométricas con un estudio paramétrico mediante herramientas de Computación de Alta
Disponibilidad, desarrolladas por los autores con SOGDE y el middleware Condor, y aplicadas
en una comunicación anterior (Catania et al., 2008) a problemas de estabilidad elástica.

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6.2.1 TENSIÓN Y DEFORMACIÓN VERDADERA
Se dice tensión verdadera cuando la tensión en la probeta aumenta conforme esta se deforma y su
sección transversal disminuye, consideremos una probeta de longitud inicial Lo y área
transversal Ao, que fluye bajo una carga total aplicada F, hasta una nueva longitud llamada
longitud final y una nueva área transversal.
6.2.2 ENSAYO DE TERMOFLUENCIA
En el ensayo de termofluencia se aplica una tensión constante sobre una probeta calentada a alta
temperatura.

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Se mide la deformación por termofluencia con el tiempo y se registra el tiempo para la ruptura o
fractura, habitualmente el ensayo para un material dado se realiza a diversas temperaturas y
esfuerzos. Ahora la duración de un ensayo es variable. Es decir, puede ir desde menos de un
minuto, hasta más de un año o varios años.
6.2.3. FRACTURA POR TERMOFLUENCIA.
El ensayo de fractura por termofluencia, es similar al ensayo de termofluencia por no decir que
es el mismo, excepto que las caras son mayores y el ensayo se llevan hasta la fractura de la
muestra. A continuación, se mostrará una imagen recuperado de internet. Donde nos muestra que
la fractura por tensión disminuye al aumentar la tensión aplicada y la temperatura.

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6.3 CURVAS DE TERMOFLUENCIAS.
(Marzocca, Á. 1985) Se efectuaron ensayos en este tipo de probeta descripta en el Cap.II, debido
a que pueden obtenerse muestras para microscopía electrónica en forma longitudinal y
transversal al eje de la probeta. Esto no sucede en las probetas planas debido a sus dimensiones,
por lo tanto, no se
pueden investigar los planos prismáticos ya que es imposible llegar a ellos debido a la textura del
material. En efecto, en las probetas planas solo se pueden ver planos basales o
muy cercanos a éstos. De esta forma no es posible distinguir con precisión las dislocaciones del
tipo {c + a} en los planos prismáticos {IÏÚO}y en los piramidales {1122}, {1011} y {1121}, que
podrían actuar, según algunos investigadores [12,17-203, en este rango de temperaturas.
Los ensayos de termofluencia se realizaron a carga constante en la máquina INSTRÜN1122 a
673H. Las tensiones iniciales, 0°, a que se sometieron las probetas estuvieron entre 60 y
107MPa. En la fig.III.52 se observa el grafico de deformación versus tiempo para diferentes
niveles de tensión inicial sobre las muestras. En la primera etapa de 1a deformación

14. 14
se manifiesta una desviación de las curvas respecto de 1a forma tradicional de las curvas de
termofluencia. Este comportamiento es atribuido a efectos de envejecimiento
dinámico, el cual fue mencionado por algunos investigadores [21-24]. Este efecto estaría
íntimamente ligado a la formación de celdas y a1 bloqueo de dislocaciones en las
paredes celulares por oxígeno intersticial. Además, el efecto se hace más apreciable en el
material recristalizado pues posee una densidad de dislocaciones menor que el
material pre deformado o relevado de tensiones, por lo que una fracción mayor de dislocaciones
puede ser bloqueada por aquel.
Podemos decir que las formas de las curvas de deformación con respecto al tiempo, son
diferentes a bajas temperaturas que a temperaturas elevadas. A continuación, presentaremos las
dos curvas gráficas.
Caicedo, J. (2014) Para la obtención de la curva característica de termofluencia se experimenta
con una muestra de tensión sometida a una carga constante suficiente para generar una
deformación de termofluencia generalizada a una temperatura por encima de la mitad de la
temperatura absoluta de fusión de un metal. Con ello se obtiene un cambio en la longitud de la
muestra, frente a incrementos de tiempo, generando así la curva de termofluencia, como lo
podemos ver en la siguiente Figura 2.1:de3

15. 15
6.3.1 CURVAS DE TERMOFLUENCIA A TEMPERATURAS BAJAS
Observando la gráfica, podemos explicar que la velocidad de termofluencia decae
continuamente, bajo estas condiciones de baja temperatura, la deformación total de
termofluencia es normalmente muy baja, menor del 1%, y la deformación de termofluencia rara
vez conduce a la rotura.
6.3.2. CURVAS DE TERMOFLUENCIAS A TEMPERATURAS ALTAS
IRMANN R. (1949) Al someter al material a una carga (esfuerzo), la respuesta inmediata es una
deformación instantánea, ε0, que puede ser elástica o plástica en el tiempo t=0. La deformación
Figure 1 curva del orden de 0.4 Tf. Figure 2 curva con T<0.4Tf

16. 16
por termofluencia con el tiempo, esto es, la curva de ε en función de t, se compone de tres
regiones que tienen como base la razón de cambio de deformación dε/dt, que es la pendiente de
la curva. Seguidamente de una deformación elástica inicial consecuencia de los efectos
inmediatos de la aplicación de la carga, hay una región donde se incrementa la deformación
plástica y decrece la velocidad de deformación, etapa que se denomina primaria. A continuación
de esta primera etapa le sigue una región donde la velocidad de deformación es prácticamente
constante denominada etapa secundaria o estable. Finalmente es en la fase terciaria donde se
produce un incremento fuerte de la velocidad de deformación plástica que desemboca en la
fractura del material.
Vamos a analizar respecto al contenido citado en curvas de termofluencias a temperaturas altas;
al someter a un material a una carga (esfuerzo), la respuesta inmediata es una deformación
instantánea, que puede ser plástica o elástica para un tiempo inicial, tal cual lo estableció el
ingeniero encargado de la cátedra, entonces se dice que la deformación por termofluencia con el
tiempo, a ello se le llama o asigna con el nombre de curva esfuerzo – tiempo, conocido como la
función de esfuerzo con respecto al tiempo y se compone de tres regiones que tiene como base la
razón de cambio de deformación, que es la pendiente de la curva o un punto de la recta tangente
a una curva, seguidamente una deformación elástica inicial consecuencia de los efectos
inmediatos de la aplicación de una carga, luego de ello hay una región donde se incrementa la
deformación plástica y la velocidad de deformación decrece.
Podemos decir que la curva tiene tres etapas, la primera es cuando se incrementa la deformación
plástica, luego de ello sigue en donde la velocidad de deformación se mantiene constante, esa es
la epata secundaria o también conocido como estable, finalmente es la fase terciaria donde se

17. 17
incremente fuertemente la velocidad de deformación plástica que desemboca en la fractura del
material.
6.4. MECANISMO DE TERMOFLUENCIA
En materiales cristalinos, nombramos a los metales y sus aleaciones y las cerámicas cristalinas.
Ahora diremos que la termofluencia se produce por dislocación o por difusión. La termofluencia
por dislocación implica el movimiento de dislocaciones. Además, no se conoce bien el
mecanismo exacto.

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6.5. DISEÑO CON TERMOFLUENCIA
En el diseño de ingeniería en el que intervine la termofluencia, no debe haber deformación
excesiva ni ruptura, dentro de la duración deseada del componente o estructura, la duración
puede ser hasta 20 años o más, sin embargo, se obtienen datos en ensayo para tiempo mucho más
corto que esta duración esperada.
Podemos estimar el esfuerzo para velocidades muy pequeñas, empero podemos utilizar
parámetros como el índice de Miller y, sherby- dorn.
6.5.1 PARÁMETRO DE SHIRBY- DORN
En primer lugar, se define el parámetro de tiempo compensado por temperatura (TCT), θr, a
través de la siguiente expresión:

19. 19
Donde Tr es el tiempo de ruptura Tomando logaritmo de base e en ambos miembros de la
ecuación anterior a este, y convirtiéndolos luego en logaritmos de base 10, nos queda como:
6.5.2 PARÁMETRO DE LARSON- MILLER
En este caso se considera que θr es constante y que Q es función del esfuerzo o tensión. Entonces
la ecuación queda ahora de la forma:
Donde C = logθr y expresando la ecuación anterior en grados Fahrenheit nos queda tras unas
manipulaciones como:
Revista Metal. Madrid, 33 (2), 1997.se puede usar un valor de C=20 para estimarla duración en
servicio en términos de termofluencia. De la misma forma en que se utiliza PS-D, el PL-M sirve
para estimar la duración en servicio, tf, hasta una deformación por termofluencia específica
previa a la ruptura, siempre y cuando los datos de tf estén disponibles.

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VII. CONCLUSIONES
7.1 GENERAL
Se logró indagar y conocer con mayor precisión sobre la termofluencia, y nos dimos cuenta
que está relacionado, con los temas anteriores como es la dislocación, ley de Schmid por ende
está presente la cortante, deformación que es igual al esfuerzo aplicado al material multiplicado
por el coseno del ángulo con el vector normal al plano de deslizamiento y el coseno del ángulo
con la dirección del plano.
Las dislocaciones son imperfecciones lineales en un cristal, por lo que no es perfecto, donde se
introducen durante la solidificación del material o cuando este se deforma de manera permanente
y tenemos dislocaciones helicoidales, la dislocación de arista y la dislocación mixta. En todo lo
mencionado, tiene mucho que ver con la termofluencia.
7.1 ESPECÍFICAS
Se concluye, después de haber conocido más a profundo lo que es respecto a la termofluencia,
donde lo más destacado es la curva de la termofluencia. Ya que, determina el comportamiento de
un material sometido a cargas, mediante sus tres etapas: etapa plástica, elástica o constante y
finalmente fractura. Es necesario el conocimiento sobre los distintos parámetros, tales como el de
Larson- Miller, Shirby – dorn.

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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFCAS
 Eduardo Dvorkin, et al (2010). “sensibilidad de resultados del ensayo de tracción simple
frente a diferentes tamaños y tipos de imperfecciones” Buenos Aires, Argentina, 15-18
noviembre 2010
recuperado de http://venus.santafe-
conicet.gov.ar/ojs/index.php/mc/article/view/3298/3220.
 (Marzocca, Á. 1985). Influencia de la microestructura sobre la termofluencia (creep) de
Zircaloy-4 a 673 K” Tesis presentada para obtener el grado de Doctor en Ciencias Físicas
de la Universidad de Buenos Aires” recuperado de
https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n1940_Marzocca.pdf
 https://www.youtube.com/watch?v=p19ZqfIzDQw
 https://www.youtube.com/watch?v=tmyTvppQ-Wg

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