Análisis del efecto de los aleantes en titanio pulvimetalúrgico

Abstract

[EN] Titanium alloys α + β, exhibit excellent specific mechanical properties and high corrosion resistance which makes them excellent candidates for application in different industrial sectors. The addition of refractory elements such as tantalum, niobium or molybdenum, play an important role in improving the strength at elevated temperatures. Although the addition of these refractory elements, in high quantities, complicates the manufacture of these alloys due to the heterogeneity in the composition and involvement in phase transformations of the alloy. Powder metallurgy of titanium can be an interesting alternative to fusion in high vacuum as it enables increased productivity and the ability to manufacture near net shape parts. Although the uses of a lower temperature limit grain growth may be an important drawback for complete diffusion of the alloying elements. In this work we obtain α + β alloys Ti-3% at type is studied. X (Nb, Mo, Ta) by powder metallurgy from elemental powder mixture; processed under different compaction pressure, sintering temperature and time. Microstructural and mechanical characterization is performed with a specific analysis of their resistance to oxidation at temperatures of 900 ° C with dwell times of 200 minutes. The alloys exhibit good mechanical strength despite the obtained final porosity, which mainly affects the ductility. The resistance to oxidation is observed almost twice that for the CP Titanium.

[ES] Las aleaciones de titanio α+β, presentan unas excelentes propiedades mecánicas específicas y elevada resistencia frente a la corrosión lo que las hace excelentes candidatas para su aplicación en diferentes sectores industriales. La adición de elementos refractarios como el tantalio, niobio o molibdeno, juegan un papel fundamental en la mejora de su resistencia a elevadas temperaturas. Aunque, la adición de estos elementos refractarios, en cantidades elevadas, complica la fabricación de estas aleaciones debido a la heterogeneidad en la composición y su implicación en las transformaciones de fase de la aleación. La pulvimetalúrgia del titanio puede ser una alternativa interesante a la fusión en alto vacío ya que permite mayor productividad y la posibilidad de fabricar piezas cercanas a la forma final. A pesar de que la utilización de una temperatura más baja limita el crecimiento de grano puede ser un inconveniente importante para la completa difusión de los elementos de aleación. En el presente trabajo se estudia la obtención de aleaciones α+β del tipo Ti-3%at. X (Nb, Mo, Ta) por vía pulvimetalúrgica a partir de mezcla elemental de polvos; procesadas bajo diferentes condiciones de presión de compactación, temperatura y tiempo de sinterización. Se realiza su caracterización microestructural y mecánica, con un análisis específico de su resistencia a la oxidación a temperaturas de 900ºC con tiempos de permanencia de 200 minutos. Las aleaciones presentan una buena resistencia mecánica a pesar de la porosidad final obtenida, que principalmente afecta a la ductilidad. La resistencia a la oxidación observada es prácticamente el doble que la correspondiente al Titanio C.P.

[CA] Els aliatges de titani α + β, presenten unes excel•lents propietats mecàniques específiques i elevada resistència a la corrosió el que les fa excel•lents candidates per a la seua aplicació en diferents sectors industrials. L'addició d'elements refractaris com el tàntal, niobi o molibdè, juguen un paper fonamental en la millora de la seva resistència a elevades temperatures. Encara que, l'addició d'aquests elements refractaris, en quantitats elevades, complica la fabricació d'aquests aliatges causa de l'heterogeneïtat en la composició i la seua implicació en les transformacions de fase de l'aliatge. La pulverimetal•lúrgia del titani pot ser una alternativa interessant a la fusió en alt buit ja que permet major productivitat i la possibilitat de fabricar peces properes a la forma final. Tot i que l’utilització d'una temperatura més baixa limita el creixement de gra pot ser un inconvenient important per a la completa difusió dels elements d'aliatge. En el present treball s'estudia l'obtenció d'aliatges α + β del tipus Ti-3% at. X (Nb, Mo, Ta) per via pulvimetal•lúrgica a partir de mescla elemental de pols; processades davall diferents condicions de pressió de compactació, temperatura i temps de sinterització. Es realitza la seua caracterització microestructural i mecànica, amb una anàlisi específica de la seua resistència a l'oxidació a temperatures de 900 °C amb temps de permanència de 200 minuts. Els aliatges presenten una bona resistència mecànica a pesar de la porositat final obtinguda, que principalment afecta la ductilitat. La resistència a l'oxidació observada és pràcticament el doble que la corresponent al Titani C.P.