diapositivas choque térmico

Diego Felipe Carrillo B.
Juan Molina Rúa
Renato Revueltas R.
Lina Isabel Vidal M.
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Objetivos
Introducción
Procedimiento experimental
Análisis de los resultados
Conclusiones
Referencias bibliográficas
OBJETIVOS
Realizar choques térmicos a vidrios con tratamientos
térmicos y sin estos para verificar su resistencia al
choque.
Comprender el efecto de la velocidad de
calentamiento, en la resistencia a la fractura.
Analizar el efecto de las tensiones residuales, en la
resistencia a la fractura del vidrio.
Conocer la magnitud y los parámetros que rigen los
esfuerzos térmicos en los diferentes vidrios.
INTRODUCCION
Material a usar: Vidrio sódico - cálcico.
Figura a.
Figura b.
Figura a, Formadores de vidrio. Figura b, estructuras del
vidrio(Askeland)
Formación de Vidrio sódico cálcico
RECOCIDO
El recocido es un tratamiento térmico que se realiza a
una temperatura alta denominada temperatura de
recocido, con un posterior enfriamiento lento y tiene
como finalidad liberar las tensiones residuales por
debajo del limite tolerable.
Curva de recocido
Método Corning:
Etapas:
1-Estabilización térmica.
2-Etapa crítica.
3-Etapa de enfriamiento.
Ecuaciones para la rampa de
temperatura.
TSR = 580 °C
TIR = 280 °C
t1= 28e-3
T2= TIR-15,6e
(Tiempo de estabilización)
(Temp. Por debajo de PIR)
V1=40/e^2 α10^7
Donde α es el coeficiente de dilatación del vidrio.
Curva de recocido
CHOQUE TÉRMICO
El choque térmico hace referencia al un rompimiento o
fractura de algún material al sufrir un cambio brusco
de temperatura la cual crea un gradiente de
temperatura que varia en toda la pieza y como
consecuencia produce valores de contracción o
esfuerzos en todo el solido.
EL CHOQUE TÉRMICO ES
INFLUENCIADO POR VARIOS FACTORES:
Coeficiente de expansión térmica
Conductividad térmica
Modulo de elasticidad
Esfuerzo a la fractura
Transformaciones de fase
Resistencia al choque térmico
Tabla. resistencia al choque térmico (Askeland)
Resistencia mecánica real del
vidrio.
Oscila entre [0.05 Gpa ,0.2GPa]
Microfisuras superficiales.
Fatiga.
Medida de resistencia al choque
térmico
Se puede calcular la resistencia del
vidrio
a
cambios
bruscos
de
temperatura
Fractura del vidrio
Crecimiento de las fisuras
Velocidad de propagación de grietas
Procedimiento
Videos
Flex
Análisis y resultados (Gráfica de
choque térmico a 2minutos)
2 Min
160
140
Temperatura (°C)
120
100
80
Sin recocido
Recocido
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
Tiempo (min)
6
7
8
9
GRÁFICA DE CHOQUE A 8
MINUTOS
8 Min
180,0
160,0
Temperatura (°C)
140,0
120,0
100,0
Sin recocido
80,0
Recocido
60,0
40,0
20,0
0,0
0
5
10
15
20
Tiempo (min)
25
30
35
GRÁFICA DE CHOQUE A 12
MINUTOS
12 Min
200,0
180,0
160,0
Temperatura (°C)
140,0
120,0
100,0
Recocido
80,0
Sin recocido
60,0
40,0
20,0
0,0
0
5
10
15
20
25
Tiempo (min)
30
35
40
45
50
RESULTADOS
CONCLUSIONES
El vidrio con mayor resistencia al choque térmico fue el vidrio
con un cambio de temperatura cada 12 minutos y con el
tratamiento de recocido, esto debido a que el tratamiento
térmico reduce las tensiones internas y al ser el cambio de
temperatura cada 12 minutos le da un mayor tiempo de
homogenización de la temperatura reduciendo la aparición de
esfuerzos.
Los materiales cerámicos son muy susceptibles a sufrir rupturas
por choques térmicos debido a sus aplicaciones y propiedades
como baja conductividad térmica, baja ductilidad y algunos
cambios de fase que llevan a cambios bruscos de volumen.
El recocido es un tratamiento térmico que ayuda a los
materiales cerámicos a aumentar la resistencia al
choque térmico ya que relaja o reduce las tensiones
presentes en el material producidas por los procesos de
producción y enfriamientos muy rápidos.
Los gradientes de temperatura altos, pueden traducirse
a fallas de diferentes formas, las cuales pueden darse
por diferentes tipos de tensiones internas y por la
concentración de estas en las diferentes capas y
superficies a través de todas las dimensiones del vidrio.
BIBLIOGRAFÍA
[1]Fernandez, A. (1971). Estudio del recocido industrial
del vidrio. 30.
[2]UPV. (s.f.). Recuperado el 9 de Febrero de 2014, de
http://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm11/pfcm11_4_5.
html
Askeland Donald. Ciencia e ingeniería de los
materiales.pag. 691