Protocolo de investigación
MICA. HERIBERTO VILLANUEVA PLIEGO
Estudio de grieta corta y propagación de grieta en materiales compuestos de matriz metálica base aluminio, reforzados con partículas dispersas intermetalicas de Ni-Al-Fe
Asesor: Dr. Sergio Alonso Serna Barquera
Prot
ocol
o de
inve
stiga
ción
Introducción
antecedentes
Objetivos generales y particulares
Dispersión de partículas intermetalicas
Moldes y extrusión
caracterización
micrografías
micro dureza
Pruebas de tensión
Pruebas de impacto
Fatiga mecánica (análisis de grita corta)
resultados
Introducciónaluminio
Compuestos intermetalico
Compositos
Mejorar propiedades mecánicas
Ni-Al-Fe
•Alta dureza•Punto de fusión elevado
Estructura cristalina FCC
Introducción(fatiga mecánica ) La mecánica de la fractura se encuentra aun en una fase de desarrollo y actualmente se realizan grandes esfuerzos en todo el mundo para comprendes mejorar el fenómeno de la fractura y el desarrollo de mejores técnicas de medición y análisis.
A Geometric Model for Fatigue Crack Closure Induced by Fracture Surface Roughness
fatigue of structure and materials in the 20th century and the state of the art” has been reprinted with kind permission from International Journal of Fatigue, Elsevier, vol. 25, 2003, pp. 679–702.
curva SNLimite de fatiga
Antecedentes
OriginalidadGeneralmente se utilizan SiC y Al2O3 para mejorar las propiedades mecánicas del aluminio en el presente trabajo se agregara el compuesto intermetalico Ni Al Fe y se avaluara el comportamiento en grieta corta fatigue of structure and materials in the 20th century and the state of the art” has been reprinted with kind permission from International Journal of Fatigue, Elsevier, vol. 25, 2003, pp. 679–702.
Objetivo
Dispersar el compuesto intermetalico en el aluminio a diferentes porcentajes.Obtener las propiedades mecánicas
Avaluar la resistencia de grieta corta.
Estudiar y comprender mecanismos relacionados al inicio y generación de grietas cortas así como la propagación de grietas debida a cargas de fatiga en materiales compuestos de matriz metálica base aluminio, reforzados con partículas de NiAlFe
Objetivos particulares
Dispersión de partículas intermetalicas
COMPONENTES Variables
Temperatura de dispersión Aluminio 6061-T6 575 – 650 °CDureza Brinell: 65Tiempo 5 min Revoluciones 5 rev/min}
http://www.delmetal.com.ar/productos/aluminio/6061.pdf
Horno de inducción
Pirómetro
Crisol(grafito)
Agitador
Dispersión de partículas intermetalicasProcedimiento
Concentración (% en peso de compuesto intermetalico )
0% 3%5%8%
Aluminio 6061-T6 Compuesto intermetalicoNi-Al-Fe
Moldes y extrusión
Molde de probetas para fatigaMaterial acero H13Grado herramienta
Piezas de extrusora
Controlador de temperatura
http://www.dx.com/es/p/cd901-intelligent-temperature-controller115002?tc=MXN&gclid=CM2AxPW6mcMCFZOCaQodcaQAJA#.VLmC2SuG9Uw
Controlador de temperatura especificaciones
- Color: Negro- Modelo: CD901- Material de la caja Plástico- PV: 3.1 "pantalla LED- SV: 2,0 "pantalla LED- Tensión de trabajo: 100 ~ 240V 50/ 60Hz- Temperatura de control: 0 ~ 400'C- Período de muestreo: 3 veces / seg- Temperatura ambiente: 0 ~ 50'C- Accesorios:- 1 x Sensor (47cm)- 2 x Tornillos- 1 x Manual en Inglés
View in English
Dimensiones: 3,78 x 3,78 en en x 4,25 en (9,6 cm x 9,6 cm x 10,8 cm)Peso: 9.10 oz (258 g)
Extrusión (maquina de pruebas de tensión)
Temperatura de extrusión 380 °C
Maquinado
Tratamiento térmico de las piezas
Acero AISI 1018
Antes de tratamiento térmico Rockwell b31
Después de tratamiento térmico Rockwell c 44
Acero aisi H13
Caracterización de aleacionesAl 6081-t6 6061 sol 6061+ 3%
compuesto6061+ 5% compuesto
6061+ 8% compuesto
Tensión x x x x
microestructura x x x x
Dureza x x x x
Impacto x x x x
fatiga x x x x
Dureza vickers
http://www.astm.org/SNEWS/SPANISH/SPMJ10/e0405_spmj10.html
Microindentación
Donde
P: la carga aplicada.d: la diagonal que se obtiene al ser medida en el microscopio
http://spanish.alibaba.com/product-gs/low-load-digital-display-vickers-hardness-tester-374277252.html
14
Energía necesaria para romper un material
PRUEBA DE IMPACTO
τ es la energía empleada en la rotura en JoulesP es el peso del péndulo en kgg es la gravedad (9,8 m/s²)h es la altura inicial del pénduloh' es la altura final del péndulol es la longitud del péndulo en metrosα y β son los ángulos que forma el péndulo con la
vertical antes y después de soltarlo, respectivamente
tensión maquina de pruebas de tensión Curva esfuerzo deformación
Probetas
• Compuesto intermetalico: Fragil
• Aluminio 6061-t6:
dúctil
Unidades : N/m2 = Pa
Unidades : %
E= modulo de Youngy=esfuerzo de cedenciamax=esfuerzo máximof=esfuerzo a la fractura
Fatiga grieta corta y grieta larga
Fatiga en viga rotatoria en voladizomodelo RBF-200
Velocidad: 500 a 10,000 RPM
Dimisiones de probeta
La geometría de los especímenes para fatiga rotatoria fue diseñada de acuerdo a K. K. Ray et al (2006).
Análisis de grieta corta y fractura
Fractura cristalina efecto de la microestructura y el nivel de esfuerzos
Mecanica de la fractura Jorge Luis Gonzales Velazquez 2ª ed mexico: limusa, 2004 P. 141
En la gran mayoría de los casos, las tasas de crecimiento de pequeña grieta superan a los de grietas largas
cronogramaActividades
2014 2015 2016 2017
1ero 2do 3ero 4to 5to 6to
Semestre Semestre Semestre Semestre Semestre Semestre
agosto-diciembre enero-junio
agosto-diciembre enero-junio
agosto-diciembre
Curso de asignaturas
Resistencia de Materiales y Fenómenos de Deformación Plástica Introducción al elemento Finito
Metalurgia Física de la soldaduraMecanica de Materiales Compuestos
seminario I seminario II seminario III
Investigación bibliográfica ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙
Tutorales ↙ ↙ ↙ ↙ ↙
fundicion del aluminio y dispercion del
compuesto intermetalico
laminado y moldes
Preparación del
material compuesto
Caracterización de la microestructura y
propiedades mecanicas respecto al analisis de
fatiga
Examen de lengua extranjera
Redacción de la Tesis ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙ ↙
Defensa de Tesis
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