{"id":105333,"date":"2010-01-12T00:00:00","date_gmt":"2010-01-12T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/produccion-procesado-y-caracterizacion-de-aleaciones-de-ti-de-grano-fino\/"},"modified":"2010-01-12T00:00:00","modified_gmt":"2010-01-12T00:00:00","slug":"produccion-procesado-y-caracterizacion-de-aleaciones-de-ti-de-grano-fino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/propiedades-de-materiales\/produccion-procesado-y-caracterizacion-de-aleaciones-de-ti-de-grano-fino\/","title":{"rendered":"Producci\u00f3n, procesado y caracterizaci\u00f3n de aleaciones de ti de grano fino"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Gr\u00e9goire Salmi <\/strong><\/h2>\n

La presente tesis trata del desarrollo de nuevas aleaciones de ti que por su comportamiento mec\u00e1nico, resistencia a la oxidaci\u00f3n, estabilidad t\u00e9rmica o caracter\u00edsticas multifuncionales pudieran sustituir con ventaja a algunas de las aleaciones comerciales de ti, o extender el rango de aplicaciones de las aleaciones de ti. Como aleaci\u00f3n de tipo alfa que pudiera tener un buen comportamiento mec\u00e1nico a altas temperaturas y una buena resistencia a la oxidaci\u00f3n se ha investigado la aleaci\u00f3n ti-0,6wt%y2o3. Como aleaciones estables de tipo beta con posibilidad de adquirir caracter\u00edsticas multifuncionales mediante deformaci\u00f3n pl\u00e1stica severa se han investigado aleaciones de ti-nb-ta-zr-(v) de diferentes composiciones. ambas aleaciones se han fabricado mediante t\u00e9cnicas de pulvimetalurgia (p\/m) consistentes en una fase de mezclado y aleado mec\u00e1nico, seguida de compactaci\u00f3n en fr\u00edo, sinterizaci\u00f3n en alto vac\u00edo y un tratamiento final de compresi\u00f3n isost\u00e1tica a alta temperatura y presi\u00f3n (hip: hot isostatic pressing). Las aleaciones de ti-nb-ta-zr tambi\u00e9n se fabricaron mediante fundici\u00f3n y colada. Se ha desarrollado y optimizado el m\u00e9todo de preparaci\u00f3n de estas aleaciones, investigando el efecto de las condiciones del aleado mec\u00e1nico, de sinterizaci\u00f3n y del tratamiento final de hip sobre la microestructura, composici\u00f3n y propiedades de las aleaciones obtenidas. las aleaciones se han sometido a diferentes tratamientos t\u00e9rmicos y termomec\u00e1nicos: forjado, templado y extrusi\u00f3n angular de secci\u00f3n constante (ecap: equal channel angular pressing), con el objeto de optimizar su microestructura y propiedades mec\u00e1nicas. Estas aleaciones, que son consideradas como dif\u00edciles de procesar mediante ecap, han requerido la investigaci\u00f3n de las condiciones espec\u00edficas para realizar con \u00e9xito su procesado ecap. la microestructura de las aleaciones en las distintas etapas de su procesado se analiz\u00f3 mediante diferentes t\u00e9cnicas: difracci\u00f3n de rayos x, metalograf\u00eda, y microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido y de transmisi\u00f3n. Adem\u00e1s, se investig\u00f3 la textura inducida por el procesado ecap. La caracterizaci\u00f3n mec\u00e1nica se realiz\u00f3 mediante medidas del m\u00f3dulo de young, microdureza y ensayos de tracci\u00f3n hasta fractura a diferentes temperaturas. Las caracter\u00edsticas de la fractura de estas aleaciones tambi\u00e9n se investigaron. Adem\u00e1s, las caracter\u00edsticas de la oxidaci\u00f3n de las aleaciones de ti-0,6wt%y2o3 y de ti p\/m entre 973 y 1173 k se han investigado mediante termogravimetr\u00eda y microscopia electr\u00f3nica de barrido. ti-0,6wt%y2o3 el procesado ecap produjo la elongaci\u00f3n de los granos en la direcci\u00f3n de la cizalla inducida por deformaci\u00f3n ecap, y su fragmentaci\u00f3n en subgranos desde la 1\u00aa pasada de ecap. Despu\u00e9s de la 4\u00aa pasada, la microestructura estaba compuesta de colonias de granos equiaxiales de tama\u00f1os inferiores a 1 \u00c2\u00b5m, separadas por bandas conteniendo una subestructura de subgranos. Las part\u00edculas de y2o3 se encontraron heterog\u00e9neamente distribuidas formando aglomerados de tama\u00f1os <1 \u00c2\u00b5m, o bien ocasionalmente como part\u00edculas muy finas en algunas \u00e1reas de las muestras. el procesado ecap produjo una mejora cualitativa de las propiedades mec\u00e1nicas. Este material, que es completamente fr\u00e1gil a t \u00c2\u00bf 473 k, adquiri\u00f3 una buena ductilidad a 473 k despu\u00e9s de la 1\u00aa pasada de ecap. Despu\u00e9s de someter el material a 4 pasadas de ecap mediante la ruta ba, su resistencia mec\u00e1nica a 373 k se elev\u00f3 a ~990 mpa alcanzando deformaciones de fractura del orden del 23 %. El comportamiento fr\u00e1gil del ti-0,6y2o3 a temperatura ambiente es debido a cleavage transgranular en los granos grandes que a\u00fan quedan despu\u00e9s del ecap. Se encontraron peque\u00f1os dimples asociados a part\u00edculas de y2o3 localizadas en las fronteras entre las bandas de subgranos. La fractura empieza a ser d\u00factil, controlada por el mecanismo de coalescencia de microvoids, es decir por ruptura de dimples, a 373 k cuando las muestras son sometidas al menos a 3 pasadas de ecap siguiendo las rutas ba y bc. A 773 k la superficie de fractura en todas las muestras, independiente del n\u00famero de pasadas, muestran grandes dimples irregulares conteniendo otros m\u00e1s peque\u00f1os en su interior. tanto el ti-0,6y2o3 como el ti p\/m presentaban una resistencia a la oxidaci\u00f3n mucho m\u00e1s alta que el ti puro producido por t\u00e9cnicas no pulvimetal\u00fargicas; las energ\u00edas de activaci\u00f3n de la oxidaci\u00f3n calculadas han sido 314 kj\/mol y 324 kj\/mol respectivamente, frente a valores entre 165 y 200 kj\/mol reportados para ti no p\/m. La capa de tio2 densa y compacta formada en la superficie es la responsable la resistencia a la oxidaci\u00f3n que muestra el ti p\/m. aleaciones de tipo beta: ti-nb-ta-zr-(v) aleaciones producidas por pulvimetalurgia la investigaci\u00f3n de las aleaciones de tipo beta producidas mediante p\/m se centraron en las composiciones: ti-36wt%nb-2wt%ta-3wt%zr y ti-12wt%nb-31wt%ta-8wt%zr-2wt%v. Las mezclas de polvos elementales con estas composiciones se lograron alear mec\u00e1nicamente hasta tenerlos completamente en fase beta. Sin embargo, las aleaciones forjadas, templadas o simplemente homogeneizadas, despu\u00e9s de ser consolidadas mediante hip a 1273 k y 193 mpa, mostraban una alta fracci\u00f3n de fase alfa. Ambas aleaciones mostraban un comportamiento completamente fr\u00e1gil a t<773 k, y cierta ductilidad a 973 k. Los an\u00e1lisis microsc\u00f3picos revelan que la fractura fr\u00e1gil se inicia en la fase \u00c2\u00bf, mientras en la matriz \u00edY se tienen evidencias de deformaci\u00f3n pl\u00e1stica. El comportamiento d\u00factil de la aleaci\u00f3n a altas temperaturas parece ser debido a un cambio en el mecanismo de fractura en la fase \u00c2\u00bf, que deja de ser transgranular y por cleavage pasando a intergranular. aleaciones producidas por fundici\u00f3n se prepararon aleaciones con composiciones ti-xwt%nb-ywt%ta-zwt%zr (30Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abProducci\u00f3n, procesado y caracterizaci\u00f3n de aleaciones de ti de grano fino<\/strong>\u00ab<\/h3>\n