Conceptos Fundamentales de Fractura y Corrosión en Materiales

Fractura de Materiales

Fractura: Es la separación de un cuerpo en dos o más piezas en respuesta a un esfuerzo estático (constante o que cambia lentamente en el tiempo) y a una temperatura relativamente baja respecto a la temperatura de fusión.

Tipos de Fractura

Fractura Dúctil

• Alta absorción de energía.
• Presenta deformación plástica significativa.
• La grieta es estable y se propaga lentamente.
• Se resiste a extenderse a menos que aumente el esfuerzo aplicado.
• Mucha deformación plástica en la cercanía de la grieta.
• Deformación plástica apreciable en la superficie de fractura.
• Es posible prevenirla.

Fractura Frágil

• Baja absorción de energía.
• Casi no presenta deformación plástica.
• La grieta es inestable y se propaga rápidamente.
• Una vez iniciada, continúa espontáneamente sin un aumento en el esfuerzo aplicado.
• Prácticamente no hay deformación plástica.
• Es una fractura súbita y catastrófica.

Tenacidad a la Fractura

Tenacidad a la Fractura: En un ensayo simple, es el valor crítico del factor de intensidad de esfuerzo para la fractura frágil.

Oxidación y Reducción

Oxidación: En ambiente cálido y seco, el oxígeno provoca la oxidación de muchos materiales. Es una reacción en la cual el elemento que se oxida cede electrones al elemento oxidante.

Otros oxidantes, aparte del oxígeno, incluyen: cloro, bromo, azufre, hidrógeno, yodo, óxidos de azufre y de carbono.

Reacciones Redox Fundamentales

Reacción de Oxidación: Es aquella reacción en la que un elemento cede electrones.

Reacción de Reducción: Es aquella reacción en la que un elemento acepta electrones.

Corrosión de Materiales

Corrosión: Se denomina el proceso de destrucción lenta y progresiva de un material, producido por el oxígeno del aire combinado con la humedad.

Reacciones Electroquímicas en Corrosión

Reacción Anódica: Tiene lugar en la superficie del metal, que actúa como ánodo y cede electrones, con lo que se forma el óxido.

Reacción Catódica: Consiste en la captura de los electrones por los radicales OH⁻ y el posterior desprendimiento de hidrógeno.

• Ánodo: Cede electrones (e⁻) y se oxida.
• Cátodo: Gana electrones (e⁻) y se reduce.

Tipos de Corrosión

Corrosión Química (Oxidación)

Ocurre en ambiente seco. Ej.: oxidación en aire a alta temperatura.

Corrosión Electroquímica

Involucra transporte de electricidad a través de un electrolito. Ocurre en ambiente húmedo, por ejemplo, en agua de mar.

Corrosión Uniforme

La corrosión química o electroquímica actúa uniformemente sobre toda la superficie del metal.

Corrosión Galvánica

Ocurre cuando metales diferentes se encuentran en contacto. Ambos metales poseen potenciales eléctricos diferentes, lo cual favorece la aparición de un metal como ánodo y otro como cátodo. A mayor diferencia de potencial, el material más activo será el ánodo.

Corrosión por Picaduras

Se producen hoyos o agujeros por agentes químicos.

Corrosión Intergranular

Se encuentra localizada en los límites de grano. Esto origina pérdidas en la resistencia que desintegran los bordes de los granos.

Corrosión por Esfuerzo

Se refiere a las tensiones internas luego de la deformación en frío.