Coalescencia microvoide

Archiu:Ductile Fracture Surface 6061-T6 Al SEM.png

Image SEM de coalescencia microvoide vista en una superfície de fractura dúctil de 6061-T6 Al

La coalescencia microvoide (MVC de l'anglés Microvoid coalescence) és un mecanisme de fractura microscòpica d'alta energia que s'observa en la majoria de les aleacions metàliques i en alguns plàstics d'ingenieria.

Archiu:Microvoid.JPG

Morfologia de la superfície de fractura MVC para a) tensió, b) cizalladura i c) falles de flexión

Procés de fractura

La MVC procedix en tres etapes: nucleación, creiximent i coalescencia de microvoides. La nucleación de microvoides pot ser causada pel agrietamiento de partícules o la falla interfacial entre partícules precipitades i la matriu. Ademés, a sovint es formen microvoides en els llímits de gra o inclusions dins del material.^[1]^[2] Els microvoides creixen durant el fluix plàstic de la matriu, i els microvoides s'unixen quan els microvoides adjacents s'unixen o el material entre microvoides experimenta un estretament. La coalescencia microvoide conduïx a la fractura.^[3] Les taxes de creiximent nules poden predir-se suponent una plasticidad continua usant el model Rice-Tracey:^[4]

$\ln (\frac{\bar{R}}{R_{0}}) = \int_{0}^{ϵ_{q}} A (\frac{3 σ_{m}}{2 σ_{y s}}) d ϵ_{v}^{p}$

on $A$ és una constant típicament igual a 0.283 (pero depén de la triaxialidad de l'estrés), $σ_{y s}$ és el llímit elàstic $σ_{m}$ és l'estrés mig $ϵ_{q}$ és el cep plàstic equivalent de Von Mises, $R_{o}$ és el tamany de partícula i $\bar{R}$ produït per la triaxidad de l'estrés:

$\bar{R} = \frac{R_{1} + R_{2} + R_{3}}{3}$

Morfologia de superfície de fractura

La MVC pot donar lloc a tres morfologia de fractura distintes segons el tipo de càrrega en cas de falla. La càrrega de tracció dona com a resultat hoyuelos equiaxiales, que són depressió esfèriques d'uns pocs micrómetros de diàmetro que s'unixen de manera normal a l'eix de càrrega. Les tensions de tall produiran hoyuelos allargats, que són depressió parabòliques que s'unixen en plans de màxima tensió de cort. Les depressió apunten de nou a l'orige del clavill, i la falla influenciada pel brot produirà depressió que apunten en direccions opostes en les superfícies de fractura opostes. La tensió i la flexión combinades també produiran la morfologia allargada del hoyuelo, pero les direccions de les depressió estaran en la mateixa direcció en abdós superfícies de fractura.

Referències

↑ Askeland, Donald R. (January 2015). The science and engineering of materials, Seventh edició, Boston, MA, pp. 236–237. OCLC 903959750. ISBN 978-1-305-07676-1.
↑ Soboyejo, W.O (2003). Mechanical properties of engineered materials, Marcel Dekker, pp. 393–394. OCLC 54091550. ISBN 0-203-91039-7.
↑ Hertzberg, Richard W. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, Fourth Edition. John Wiley and Sons, Inc, Hoboken, NJ: 1996.
↑ Milne, I; Ritchie, R. O; Karihaloo, {{{nom3}}} (2003). Comprehensive structural integrity, Elsevier/Pergamon, p. 186-192. OCLC 190802556. ISBN 978-0-08-049073-1.

Este artícul conté una traducció derivada de «Coalescencia microvoide» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Askeland, Donald R. (January 2015). The science and engineering of materials, Seventh edició, Boston, MA, pp. 236–237. OCLC 903959750. ISBN 978-1-305-07676-1.

[:0-2] Soboyejo, W.O (2003). Mechanical properties of engineered materials, Marcel Dekker, pp. 393–394. OCLC 54091550. ISBN 0-203-91039-7.

[3] Hertzberg, Richard W. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, Fourth Edition. John Wiley and Sons, Inc, Hoboken, NJ: 1996.

[4] Milne, I; Ritchie, R. O; Karihaloo, {{{nom3}}} (2003). Comprehensive structural integrity, Elsevier/Pergamon, p. 186-192. OCLC 190802556. ISBN 978-0-08-049073-1.

[1]

[2]

[3]

[4]