Tesis doctoral de Alberto Orozco Caballero
En los últimos años se ha realizado grandes avances en las técnicas de deformación plástica severa, capaces de generar microestructuras ultrafinas (menor 1 ¿m) en materiales metálicos. El gran afino microestructural deriva en una mejora de las propiedades mecánicas de estos materiales. En la presente investigación se ha sometido a dos aleaciones de aluminio a sendos procesados por deformación plástica severa. En el primer caso, la aleación de colada al-7por ciento si fue procesada mediante extrusión en canal angular constante (ecap) y mediante procesado por fricción batida (fsp) con el fin de comparar la mejora de propiedades mecánicas obtenidas mediante cada procesado. El procesado por ecap se realizó a temperatura ambiente con una matiz de 90grados hasta 8 pasadas mediante ruta a. Por otro lado, el procesado por fsp se realizó a 2000rpm 50,8mmm/min solapando cordones al 50por ciento. El estudio de la microestructura mediante microscopía óptica, electrónica y difracción de electrones retrodispersados (ebsd) reveló un tamaño de grano ultrafino (>1 µm) tras los procesados. Este afino además se encuentra favorecido en ambas técnicas por la precipitación inducida por la deformación de si, que quedó retenido en la colada en forma de solución sólida sobresaturada. Asimismo, se realizó la caracterización mecánica del material procesado mediante ensayos de tracción a temperaturas intermedias y altas (200-450 gradosc) en un amplio intervalo de velocidades de deformación (10-1 – 10-5 s-1). El material procesado presentó una resistencia y ductilidad superiores a las del material de partida, además de un aumento de la tenacidad, que mejora el desempeño de esta aleación en aplicaciones más exigentes. Además, el mecanismo de deformación operativo en el rango de temperaturas estudiado fue el de movimiento de dislocaciones a subestructura constante. La influencia de la evolución microestructural en el comportamiento mecánico de la aleación se describe en profundidad.En el segundo caso, la aleación aeronáutica al 7075 fue procesada mediante fsp con el objetivo de aumentar su conformabilidad obteniendo una respuesta superplástica a menores temperaturas y mayores velocidades de deformación de lo habitual. Para ello se buscó la mayor severidad posible durante el procesado con el fin de conseguir afinar al máximo la microestructura. La aleación se procesó en tres estados de precipitación inicial utilizando distintas combinaciones de velocidad de rotación y avance. Asimismo se utilizaron dos tipos de soporte con distinta velocidad de extracción de calor. La caracterización microestructural mediante met, ebsd y acom-met revelaron un gran afino de grano alcanzando tamaños mínimos de -215 nm y desorientaciones por encima de 30grados. Las observaciones además permitieron determinar los mecanismos de formación de la microestructura según las condiciones de procesado. La caracterización mecánica reveló que el gran afino conseguido junto con el aumento tan notable de la desorientación permiten la activación del mecanismo de deslizamiento de fronteras de grano, responsable del comportamiento superplástico. Además, el material procesado por fsp exhibió ductilidades por encima del 200 por ciento a un elevada velocidad de deformación (10-2 s-1) en el rango de temperaturas 250-400 gradosc. Estos resultados son de elevado interés industrial pues permiten la realización de un conformado superplástico en la aleación al 7075 procesada por fsp a menores temperaturas y mayores velocidades de deformación de lo habitual. Asimismo, se validó la utilización del índice calorífico como parámetro que relaciona la severidad del procesado con la microestructura obtenida y las propiedades mecánicas observadas.
Datos académicos de la tesis doctoral «Optimización de propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio al-7%si y al 7075 mediante deformación plástica severa: procesado por fricción batida (fsp) y extrusión en canal angular constante (ecap).«
- Título de la tesis: Optimización de propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio al-7%si y al 7075 mediante deformación plástica severa: procesado por fricción batida (fsp) y extrusión en canal angular constante (ecap).
- Autor: Alberto Orozco Caballero
- Universidad: Complutense de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 13/10/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- óscar Antonio Ruano Mariño
- Tribunal
- Presidente del tribunal: José María Gomez de salazar caso de los cobos
- María teresa Pérez prado (vocal)
- vicente Amigó borrás (vocal)
- José Manuel Torralba castello (vocal)