Estudio de la resistencia a la oxidación a elevadas temperaturas de la aleación beta Ti-35Nb-6Mo

Abstract

[ES] La resistencia de las aleaciones beta titanio frente a la oxidación a altas temperaturas ha sido estudiada y en el campo de la ingeniería de materiales se han desarrollado nuevas aleaciones de titanio beta cuyo estudio de resistencia a la oxidación es todavía reducido. Por ello, se pretende en el presente proyecto diseñar un experimento sencillo que permita evaluar el comportamiento frente a la oxidación de la aleación Ti-35Nb-6Mo. Este comportamiento se evaluará mediante la exposición a altas temperaturas y distintos tiempos de exposición, con la intención de simular condiciones de trabajo en posibles aplicaciones. Los ensayos se realizaron en un horno en el que se sometieron las muestras a 600,700 y 800ºC, pasado un determinado tiempo de oxidación las muestras se extrajeron del horno y se pesaron. Se evaluó el comportamiento de las curvas de oxidación a través de la ganancia de masa por unidad de superficie y, finalmente, se procedió a la caracterización superficial de las muestras a través del estudio de la rugosidad, ángulo de contacto y microscopía electrónica de barrido. Los resultados muestran que la temperatura de exposición es el factor más determinante en la resistencia frente a la oxidación y que esta influye significativamente en el tamaño de los cristales y en el espesor de la capa de óxido que se forma. El aumento de la temperatura está relacionado directamente con la rugosidad de las muestras y esta a su vez con la mojabilidad.

[EN] The resistance of beta titanium alloys to oxidation at high temperatures has been studied and new beta titanium alloys have been developed in the field of materials engineering whose oxidation resistance study is still limited. For this reason, it is intended in this project to design a simple experiment that allows evaluating the oxidation behaviour of the Ti-35Nb-6Mo alloy. This behaviour will be evaluated by means of exposure to high temperatures and different exposure times, with the intention of simulating working conditions in posible future applications. The tests arecarried out in a furnace in which the samples were subjected to 600, 700 and 800ºC. After a certain oxidation time, the samples were removed from the furnace and weighed. The behaviour of the oxidation curves was evaluated through the mass gain per unit area and, finally, the surface characterisation of the samples was carried out through the study of roughness, wáter contact angle and scanning electron microscopy. The results show that the exposure temperature is the most determinant factor in the resistance to oxidation and that it significantly influences the size of the crystals and the thickness of the oxide layer that is formed. The increase in temperature is directly related to the roughness of the samples and this in turn to the wettability.