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21

Jun 2017

Estudio microestructural de superaleaciones base Co y aceros ODS obtenidos mediante Sinterización por Descarga de Plasma (SPS)

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El CINN ha colaborado con IMDEA Materiales y la Universidad Carlos III en el estudio microestructural de superaleaciones de base Co y aceros ferríticos ODS de grupo IV fabricados mediante tecnología SPS. Los resultados de los trabajos fueron recientemente presentados en el VI Congreso Nacional de Pulvimetalurgia que tuvo lugar en Ciudad Real entre el 7-9 de Junio.

A continuación se muestran los resúmenes de los trabajos presentados:

Estudio de la evolución microestructural de un acero Ferrítico ODS de grupo 4 (Y-Al-Ti-Zr) consolidado por Spark Plasma Sintering (SPS).

E.Macía1, J.Cornide1, A-García-Junceda2, L.A. Díaz3, M. Campos1.

1 UNIVERSIDAD CARLOS III

2 IMDEA Materiales

3 CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN NANOMATERIALES Y NANOTECNOLOGIA (CINN)

Los aceros ferríticos ODS son extraordinarios candidatos para su uso en los nuevos reactores nucleares de tipo IV debido a su buen comportamiento a fluencia y bajo irradiación. El uso de elementos de aleaciones como el Ti, Al, Y favorecen la aparición de nanoclusters y nanoprecipitados que limitan el movimiento de dislocaciones, endureciéndolos y mejorando así su comportamiento a fluencia. Con la incorporación del Zr se pretende mejorar la estabilidad térmica de los óxidos precipitados y con ello la temperatura de trabajo. En este caso, el acero ferrítico ODS se ha desarrollado por molienda mecánica de alta energía. Este método proporciona estructuras cristalinas con una gran cantidad de energía almacenada que, al encontrarse heterogéneamente distribuida, produce una recristalización no homogénea durante la etapa de consolidación. La microestructura final obtenida por consiguiente, presenta un tamaño de grano heterogéneo. Con el fin de estudiar este fenómeno, se consolidaron las piezas por SPS haciendo uso de distintas condiciones de consolidación. Se seleccionó una temperatura de sinterización, 1373 K y distintas velocidades de calentamiento (de 100 a 600 °C/min). La estructura obtenida se ha caracterizado mediante difracción de rayos x y microscopía electrónica. Además, con el fin de analizar las propiedades mecánicas del material, se han llevado a cabo ensayos de dureza Vickers y de tracción en probetas subdimensionadas a temperatura ambiente.

Estudio microestructural de aleaciones de Co-9Al-9W producidas por SPS con Ti y Ta como aleantes

Marta Cartón-Cordero1 , Mónica Campos2 , Eric Macia-Rodríguez2 , Luis Antonio Díaz, 3 Jesús Cano-Cabello2 , Andrea García-Junceda1 , José M. Torralba2

1 IMDEA Materiales

2 UNIVERSIDAD CARLOS III

3 CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN NANOMATERIALES Y NANOTECNOLOGIA

Las superaleaciones base Co con microestructura dual ϒ-ϒ’se consideran una buena alternativa para aplicaciones a alta temperatura y en condiciones ambientales extremas debido a su buena resistencia, excelente resistencia a desgaste y su gran resistencia a oxidación. En este trabajo, para su obtención se ha partido de un polvo prealeado atomizado en gas de composición Co-9Al- 9W (at%). Con el fin de favorecer la precipitación de la fase ϒ´, se ha añadido un 2 at% de Ti y un 2 at% de Ta mediante aleación mecánica al polvo prealeado inicial. Para conseguir obtener una buena densificación del material y mantener el tamaño de grano ultrafino, se ha consolidado el polvo por la técnica Spark Plasma Sintering (SPS). La precipitación de la fase ϒ´ se obtiene realizando subsiguientes tratamientos térmicos, primero una solubilización y posteriormente una maduración. Mediante difracción de rayos-X y microscopía electrónica de transmisión y barrido, se han estudiado los cambios que se producen en la microestructura después de estos tratamientos térmicos. La incorporación de los elementos de aleación Ta y Ti no sólo afecta a la precipitación de la fase ϒ’, sino que también afecta a su estabilidad térmica lo que mejora su comportamiento a alta temperatura. Por ello se ha estudiado la evolución de la temperatura de solubilización de ϒ´ por análisis termogavimétrico, dependiendo de la composición y de los tratamientos térmicos.

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