A3 Fatiga Estática y Crecimiento Subcrítico de Grietas

Tópico

La propagación lenta de una grieta —el fenómeno que describe este modelo— ocurre cuando un esfuerzo constante actúa sobre un cerámico que además está expuesto a un ambiente reactivo, como la humedad. Ninguno de los dos factores basta por sí solo: que el esfuerzo constante y el ambiente reactivo actúen juntos sobre la misma grieta hace que esta empiece a crecer de forma subcrítica, es decir, sin llegar todavía al tamaño que produciría una fractura inmediata.

Ese crecimiento subcrítico de la grieta no avanza de manera uniforme. Que las condiciones que lo impulsan aumenten, aunque sea poco, hace que la velocidad a la que la grieta avanza aumente de forma desproporcionadamente mayor, siguiendo una ley potencial en lo que se conoce como la región I de ese crecimiento.

Que ese crecimiento subcrítico se acumule a lo largo del tiempo en que el esfuerzo constante y el ambiente reactivo siguen actuando sobre la grieta hace que sea precisamente esa acumulación la que determina el tiempo hasta la fractura. Que la grieta crezca más rápido en cada instante hace que tarde menos tiempo en alcanzar el tamaño crítico que produce la fractura final.

Por eso esta propagación lenta de grietas, con la que se abre este modelo, depende de la cadena completa: el esfuerzo constante y el ambiente reactivo que juntos producen el crecimiento subcrítico de la grieta, la ley potencial de la región I que rige ese crecimiento, y la acumulación de ese crecimiento en el tiempo que determina cuándo llega la fractura. Este modelo contrasta, además, con la fatiga cíclica de los metales —que depende de ciclos de carga repetidos, no de un esfuerzo constante sostenido junto a un ambiente reactivo—: que dependa de un ambiente reactivo en vez de ciclos de carga hace que el mecanismo de fractura sea, en su origen, distinto del de esa fatiga cíclica metálica.

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