diapositivas choque térmico

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Diego Felipe Carrillo B. Juan Molina Rúa Renato Revueltas R. Lina Isabel Vidal M.

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choque termico

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Diego Felipe Carrillo B.

Juan Molina Rúa

Renato Revueltas R.

Lina Isabel Vidal M.

CONTENIDO1. Objetivos

2. Introducción

3. Procedimiento experimental

4. Análisis de los resultados

5. Conclusiones

6. Referencias bibliográficas

OBJETIVOS� Realizar choques térmicos a vidrios con tratamientos

térmicos y sin estos para verificar su resistencia alchoque.

� Comprender el efecto de la velocidad decalentamiento, en la resistencia a la fractura.

� Analizar el efecto de las tensiones residuales, en laresistencia a la fractura del vidrio.

� Conocer la magnitud y los parámetros que rigen losesfuerzos térmicos en los diferentes vidrios.

INTRODUCCIONMaterial 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 auna temperatura alta denominada temperatura derecocido, con un posterior enfriamiento lento y tienecomo finalidad liberar las tensiones residuales pordebajo 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 (Tiempo de estabilización)

� T2= TIR-15,6e (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 bruscode temperatura la cual crea un gradiente detemperatura que varia en toda la pieza y comoconsecuencia produce valores de contracción oesfuerzos 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 detemperatura

�Fractura del vidrio

�Crecimiento de las fisuras

�Velocidad de propagación de grietas

Procedimiento

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Flex

Análisis y resultados (Gráfica de choque térmico a 2minutos)

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Tiempo (min)

2 Min

Sin recocido

Recocido

GRÁFICA DE CHOQUE A 8 MINUTOS

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Tiempo (min)

8 Min

Sin recocido

Recocido

GRÁFICA DE CHOQUE A 12 MINUTOS

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180,0

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Te

mp

era

tura

(°C

)

Tiempo (min)

12 Min

Recocido

Sin recocido

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