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Caracterización de aleaciones base Ni-Ti producidas por solidificación rápida (melt-spinning)

by Santamarta Martínez, Rubén

Abstract (Summary)

En este trabajo se ha caracterizado el efecto memoria de forma y la estabilidad térmica de la transformación martensítica ante varios tratamientos térmicos en varias aleaciones base Ni-Ti fabricadas mediante melt-spinning, un método de solidificación rápida de reciente aplicación en aleaciones con memoria de forma. Las aleaciones estudiadas pertenecen al sistema Ni-Ti, con eventuales adiciones de Cu, Hf o Zr, y han sido caracterizadas mediante varias técnicas experimentales, entre los que cabe destacar el DSC, la máquina de ensayos, el ciclado termomecánico, la difracción de rayos X, y la microscopía electrónica de transmisión. En primer lugar se han determinado las secuencias de transformación de las aleaciones, así como los parámetros de red de las fases que intervienen en la transformación. Asimismo, la microestructura inicial de las cintas fabricadas mediante melt-spinning es rica en defectos (especialmente dislocaciones y pequeños precipitados) y el tamaño de grano es significativamente más pequeño que los observados en materiales fabricados mediante métodos convencionales. Cabe destacar que la transformación martensítica en la aleación equiatómica es la que muestra una mayor estabilidad térmica ante tratamientos térmicos severos a 500 ºC, seguida de las aleaciones con Cu, con un comportamiento intermedio, y de las composiciones con Hf y Zr, las cuales presentan la menor estabilidad térmica. A pesar de ser éstas últimas las únicas composiciones de las caracterizadas que transforman a temperaturas considerablemente por encima de la temperatura ambiente, la baja estabilidad térmica de estas últimas se manifiesta incluso con tratamientos térmicos a 300ºC. Además, tratamientos térmicos en martensita llevados a cabo en las aleaciones con Hf y Zr inducen el efecto conocido como estabilización térmica de la martensita, un efecto hasta ahora desconocido en aleaciones base Ni-Ti. Las energías de activación de este fenómeno se han estimado a partir de resultados calorimétricos. El envejecimiento en mezclas de austenita y martensita también produce estabilización térmica de la martensita por pinning (creación de defectos y/o anclajes) en las interfases martensita-austenita. Aleaciones parcialmente amorfas pueden cristalizarse mediante tratamientos térmicos por encima de la temperatura de cristalización obtenida en el DSC, o bien por debajo de éste, de una manera controlada. La cristalización produce la aparición de pequeños cristales de martensita en las regiones que eran inicialmente amorfas, los cuales transforman a temperaturas mucho más bajas que los grandes cristales de martensita ya existentes en las cintas iniciales. Este cambio de las temperaturas de transformación se atribuye al aumento de los términos no químicos de la ecuación de balance energético de las transformaciones martensíticas termoelásticas. Finalmente, la caracterización del efecto memoria de forma mediante ciclado termomecánico ha mostrado que las deformaciones recuperables obtenidas son del orden de las obtenidas para las aleaciones fabricadas convencionalmente. Esto certifica la posibilidad de emplear las cintas fabricadas mediante melt-spinning en aplicaciones concretas, con la ventaja de que este método produce aleaciones prácticamente listas para su utilización, sin necesidad de tratamientos mecánicos posteriores. Sin embargo, como se ha visto en este trabajo, los esfuerzos de tensión aplicados a las cintas deben limitarse con el fin de evitar la fractura prematura del material.

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Bibliographical Information:

Advisor:Pons Morro, Jaume; Cesari Aliberch, Eduard

School:Universitat de les Illes Balears

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:física

ISBN:

Date of Publication:01/25/2002

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