Publication: Desarrollo de aceros sinterizados con nanofibras de carbono
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Publication date
2011-07
Defense date
2011-07-18
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Abstract
El presente proyecto tiene como objeto el estudio de la viabilidad de la obtención de acero al carbono sinterizado mediante aleación mecánica por molienda de alta energía a partir de polvos de hierro de elevada pureza y nanofibras de carbono. Para ello se abordaran dos rutas alternativas: • La adición de nanofibras a partir de una aleación maestra Fe-nanofibras obtenida por aleación mecánica. • La mezcla directa de polvos de hierro y nanofibras Además se fabricaron aceros al carbono sinterizados a partir de mezclas de Fe-grafito con el mismo nivel de carbono para tener un valor de referencia. La primera parte del estudio se centra en la obtención de una aleación maestra apropiada con una concentración en peso de cada componente del 50% (50% en peso de polvo de hierro + 50% en peso de nanofibras de carbono proporcionadas por el grupo Antolín), cuya distribución sea homogénea, es decir, sin segregación de los componentes en la aleación. Con ello se pretende mejorar la dispersión de las nanofibras de carbono en la matriz metálica, facilitando su posterior solubilidad en la aleación final. Tras la obtención de la aleación maestra se obtendrán tres tipos de polvo, todos ellos con un contenido en carbono de 0.6% en peso, fabricados a partir de la aleación maestra previamente obtenida, grafito y nanofibras de carbono respectivamente; que se compactaran y sinterizarán a tres temperaturas diferentes (1020 ºC, 1120 ºC y 1220 ºC) para poder estudiar sus propiedades y determinar la influencia de la temperatura de sinterizado en el proceso de difusión del carbono. Dicha caracterización se llevará a cabo mediante ensayos de dureza y tracción, complementados con un estudio metalográfico, para determinar la relación entre la microestructura obtenida y las propiedades previamente determinadas. _____________________________________________________________________________________________________________
The aim of this diploma thesis is to study the viability of obtain carbon sintered steel using mechanical alloying process of high energy milling from iron powder of high purity and carbon nanofibers. To get this goal, the first part of this study is focused on obtaining a good master alloy with a 50% of each component in weight (50% carbonyl iron powder + 50% carbon nanofibers from Antolín Group). This powder should have a homogeneous distribution (not segregated) of the compounds in each particle. With this process we try to improve the dispersion of carbon nanofibers in the metal matrix. Once we have our master alloy we are going to obtain three different sintered steels with 0.6% in content of carbon; one made from our master alloy, one with graphite and the last one with carbon nanofibers; these powders will be pressed and sinterized at three different temperatures (1020 ºC, 1120 ºC and 1220 ºC) in order to get their properties and to evaluate the influence of the sintering temperature in the diffusion process of the carbon. This mechanical characterization will be evaluated by hardness and tensile test, complemented by a metallographic test, to analyze the microstructure obtained related to the previous properties.
The aim of this diploma thesis is to study the viability of obtain carbon sintered steel using mechanical alloying process of high energy milling from iron powder of high purity and carbon nanofibers. To get this goal, the first part of this study is focused on obtaining a good master alloy with a 50% of each component in weight (50% carbonyl iron powder + 50% carbon nanofibers from Antolín Group). This powder should have a homogeneous distribution (not segregated) of the compounds in each particle. With this process we try to improve the dispersion of carbon nanofibers in the metal matrix. Once we have our master alloy we are going to obtain three different sintered steels with 0.6% in content of carbon; one made from our master alloy, one with graphite and the last one with carbon nanofibers; these powders will be pressed and sinterized at three different temperatures (1020 ºC, 1120 ºC and 1220 ºC) in order to get their properties and to evaluate the influence of the sintering temperature in the diffusion process of the carbon. This mechanical characterization will be evaluated by hardness and tensile test, complemented by a metallographic test, to analyze the microstructure obtained related to the previous properties.
Description
Keywords
Aceros sinterizados, Nanofibras de carbono, Aleaciones mecánicas