Validación de las propiedades mecánicas del material sinterizado mediante el uso de microsondas

Abstract

[ES] En este trabajo, se determinan las propiedades mec´anicas de tres tipos de aleaci´on de titanio (titanio puro grado 3, titanio-niobio-esta˜no y titanio-niobio-circonio-tantalio) a trav´es de dos tipos de ensayo. Estos dos ensayos fueron realizados por dos m´aquinas diferentes, una m´aquina de “Small Punch Test” y otra de microtracci´on presentada al inicio de este informe. Estos dispositivos permitieron determinar el car´acter d´uctil de la aleaci´on de titanio puro grado 3 y de titanio-niobiocirconio-tantalio. Por el contrario, se establece que la aleaci´on de titanio-niobio-esta˜no presenta un car´acter semifr´agil. La aleaci´on titanio puro grado 3 presenta una fase α en su mayor´ıa, mientras que las aleaciones de titanio-niobio-esta˜no y titanio-niobio-circonio-tantalio muestran mayormente fase β. Los resultados mec´anicos obtenidos por las diferentes aleaciones son los siguientes: Pmax = 1207N por el titanio puro grado 3, alrededor de los 260N para el Pmax de los diferentes tipos de aleaci´on de titanio-niobio-esta˜no y Pmax=1536N por el titanio-niobio-circonio-tantalio. Estos resultados proporcionados por el Small Punch Test se ajustan adecuadamente a los conocimientos estudiados en esta ´area. No obstante, los resultados extra´ıdos de la microtracci´on muestran unos ´ordenes de magnitud por debajo de lo esperado te´oricamente. Aunque los resultados obtenidos no han podido ser totalmente verificados y est´an a la espera de serlo a trav´es de un estudio num´erico u otros estudios f´ısicos, las correlaciones entre los dos ensayos han permitido descubrir un v´ınculo pr´acticamente directo entre las energ´ıas de fracturas entre probetas de ambos ensayos, con un R²= 0.9694. Sin embargo, la correlaci´on entre Pmax y σuts permite tener un R² ≥ 0.89 lo que indica unos v´ınculos fuertes.

[CA] En aquest treball, es determinen les propietats mec`aniques de tres tipus d’aliatge de titani (titani pur grau 3, titani-niobi-estany i titani-niobi-zirconi-tantalio) mitjan¸cant dos tipus d’assaig. Aquests dos assajos van ser realitzats per dues m`aquines diferents, una m`aquina de “Small Punch Test” i una altra de microtracci´o presentada a l’inici d’aquest informe. Aquests dispositius van permetre determinar el car`acter d´uctil de l’aliatge de titani pur grau 3 i de titani-niobi-zirconi-tantali. Per contra, s’estableix que l’aliatge de titani-niobi-estany presenta un car`acter semifr`agil. L’aliatge titani pur grau 3 presenta una fase α en la seua majoria, mentre que els aliatges de titani-niobiestany i titani-niobi-zirconi-tantali mostren majorment fase β. Els resultats mec`anics obtinguts pels diferents aliatges s´on els seg¨uents: Pmax =1207N pel titani pur grau 3, al voltant dels 260N per el Pmax de als diferents tipus d’aliatge de titani-niobi-estany i Pmax = 1536N el titani-niobizirconi-tantali. Aquests resultats proporcionats pel Small Punch Test s’ajusten adequadament als coneixements estudiats en aquesta `area. No obstant aix`o, els resultats extrets de la microtracci´o mostren uns ordres de magnitud per davall de l’esperat te`oricament. Encara que els resultats obtinguts no han pogut ser totalment verificats i estan a l’espera de ser-ho a trav´es d’un estudi num`eric o altres estudis f´ısics, les correlacions entre els dos assajos han perm´es descobrir un vincle pr`acticament directe entre les energies de fractures entre provetes dels dos assajos, amb un R²= 0.9694. No obstant aix`o, la correlaci´o entre Pmax i σuts permet tindre un R² ≥ 0.89, el que indica uns vincles forts.

[EN] In this work, mechanical properties of three types of titanium alloys (commercial pure grade 3 titanium, titanium – niobium- tin and titanium-niobium-zirconium-tantalum) have been determined through two types of test. These two tests made by a Small Punch Test device and the device of microtension explained at the beginning of this report enables to determine the ductile behaviour of the commercial pure grade 3 titanium, titanium and titanium-niobium-zirconium-tantalum on the contrary of the alloy titanium – niobium- tin which is semi brittle. The alloys made by α phase in majority for the commercial pure grade 3 titanium and by β phase in majority for the titanium – niobium- tin and titanium-niobium-zirconium-tantalum have obtained coherent results with the actual knowledge of this area (Pmax=1270N for the commercial pure grade 3 titanium, Pmax value near the 260N for the different types of titanium – niobium- tin alloys and 1536N as Pmax value for the titanium-niobium-zirconium-tantalum). Nevertheless, results from the microtension test are lower by several orders of magnitude in comparison with the actual literature. Even if the results obtained needs to be reevaluated through a numerical test or a new physical test, correlation between the two tests have enabled to find out a strong link between the energy of fracture of the two tests with a R²=0.964. However, the correlation between Pmax and σuts found an R² ≥0.89 which shows a strong link.