Publication: Diseño y procesado por vía pulvimetalúrgica convencional de aleaciones de Ti de bajo coste
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Publication date
2009-07
Defense date
2009-07-01
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Abstract
En esta tesis doctoral se han diseñado una serie de aleaciones de Ti para su producción por vía pulvimetalúrgica convencional, con el objetivo de reducir su coste y lograr la diversificación de su uso en la industria. La optimización del coste se ha planteado mediante dos criterios: por un lado a través de la composición, utilizando elementos de aleación de bajo coste, como el Fe, y por otro, a través del método de procesado, utilizando técnicas pulvimetalúrgicas de prensado en frío y sinterización que permiten la reducción de etapas y el máximo aprovechamiento del material con respecto al procesado convencional. Este trabajo estudia en detalle las etapas de prensado y sinterización de los materiales propuestos, analizando la influencia de algunas variables que intervienen en dichas etapas, como el tamaño del polvo de los aleantes, y el tipo de adición de los mismos (en estado elemental, como intermetálico, o como prealeado). Otras variables de diseño estudiadas corresponden al contenido de Fe y a la pureza de los polvos base. El estudio ha revelado que la introducción de adiciones de Fe elemental de pequeño tamaño favorece los procesos de prensado y sinterización, y proporciona mejores propiedades mecánicas respecto a los materiales fabricados con adiciones de tamaño grueso. Además, se ha encontrado una influencia clara del contenido de N de los polvos de Ti base, tanto en el procesado como en las propiedades mecánicas de los materiales, dificultando el prensado de los polvos, aumentando la resistencia de los materiales sinterizados y disminuyendo la ductilidad de los mismos. La adición de Al en forma elemental y en forma de ferroaleación no ha proporcionado propiedades mecánicas satisfactorias, disminuyendo la resistencia y la ductilidad respecto a los materiales diseñados sin Al. Como resultado se han obtenido aleaciones de Ti con contenidos de hasta el 7% en peso de Fe, encontrando microestructuras bimodales tras la sinterización, sin detectarse la precipitación de intermetálicos Ti-Fe, y con resistencias máximas de hasta 900MPa en algunas composiciones de los materiales sin tratar térmicamente. _____________________________________________
En esta tesis doctoral se han diseñado una serie de aleaciones de Ti para su producción por vía pulvimetalúrgica convencional, con el objetivo de reducir su coste y lograr la diversificación de su uso en la industria. La optimización del coste se ha planteado mediante dos criterios: por un lado a través de la composición, utilizando elementos de aleación de bajo coste, como el Fe, y por otro, a través del método de procesado, utilizando técnicas pulvimetalúrgicas de prensado en frío y sinterización que permiten la reducción de etapas y el máximo aprovechamiento del material con respecto al procesado convencional. Este trabajo estudia en detalle las etapas de prensado y sinterización de los materiales propuestos, analizando la influencia de algunas variables que intervienen en dichas etapas, como el tamaño del polvo de los aleantes, y el tipo de adición de los mismos (en estado elemental, como intermetálico, o como prealeado). Otras variables de diseño estudiadas corresponden al contenido de Fe y a la pureza de los polvos base. El estudio ha revelado que la introducción de adiciones de Fe elemental de pequeño tamaño favorece los procesos de prensado y sinterización, y proporciona mejores propiedades mecánicas respecto a los materiales fabricados con adiciones de tamaño grueso. Además, se ha encontrado una influencia clara del contenido de N de los polvos de Ti base, tanto en el procesado como en las propiedades mecánicas de los materiales, dificultando el prensado de los polvos, aumentando la resistencia de los materiales sinterizados y disminuyendo la ductilidad de los mismos. La adición de Al en forma elemental y en forma de ferroaleación no ha proporcionado propiedades mecánicas satisfactorias, disminuyendo la resistencia y la ductilidad respecto a los materiales diseñados sin Al. Como resultado se han obtenido aleaciones de Ti con contenidos de hasta el 7% en peso de Fe, encontrando microestructuras bimodales tras la sinterización, sin detectarse la precipitación de intermetálicos Ti-Fe, y con resistencias máximas de hasta 900MPa en algunas composiciones de los materiales sin tratar térmicamente.
En esta tesis doctoral se han diseñado una serie de aleaciones de Ti para su producción por vía pulvimetalúrgica convencional, con el objetivo de reducir su coste y lograr la diversificación de su uso en la industria. La optimización del coste se ha planteado mediante dos criterios: por un lado a través de la composición, utilizando elementos de aleación de bajo coste, como el Fe, y por otro, a través del método de procesado, utilizando técnicas pulvimetalúrgicas de prensado en frío y sinterización que permiten la reducción de etapas y el máximo aprovechamiento del material con respecto al procesado convencional. Este trabajo estudia en detalle las etapas de prensado y sinterización de los materiales propuestos, analizando la influencia de algunas variables que intervienen en dichas etapas, como el tamaño del polvo de los aleantes, y el tipo de adición de los mismos (en estado elemental, como intermetálico, o como prealeado). Otras variables de diseño estudiadas corresponden al contenido de Fe y a la pureza de los polvos base. El estudio ha revelado que la introducción de adiciones de Fe elemental de pequeño tamaño favorece los procesos de prensado y sinterización, y proporciona mejores propiedades mecánicas respecto a los materiales fabricados con adiciones de tamaño grueso. Además, se ha encontrado una influencia clara del contenido de N de los polvos de Ti base, tanto en el procesado como en las propiedades mecánicas de los materiales, dificultando el prensado de los polvos, aumentando la resistencia de los materiales sinterizados y disminuyendo la ductilidad de los mismos. La adición de Al en forma elemental y en forma de ferroaleación no ha proporcionado propiedades mecánicas satisfactorias, disminuyendo la resistencia y la ductilidad respecto a los materiales diseñados sin Al. Como resultado se han obtenido aleaciones de Ti con contenidos de hasta el 7% en peso de Fe, encontrando microestructuras bimodales tras la sinterización, sin detectarse la precipitación de intermetálicos Ti-Fe, y con resistencias máximas de hasta 900MPa en algunas composiciones de los materiales sin tratar térmicamente.
Description
Keywords
Pulvimetalurgia, Ensayo de materiales, Aleaciones de titanio