Ganando flexibilidad en el diseño de la microestructura, textura y propiedades de memoria de forma en una aleación Fe-Mn-Si-Cr-Ni procesada por ECAE y recocida

L. ÍSOLA; R. BOLMARO; A. BARUJ; J. MALARRÍA; A.V. DRUKER; V. FUSTER

Jornada; X Jornadas de Ciencia y Tecnología de la Universidad Nacional de Rosario; 2016

Las aleaciones con memoria deforma FeMnSi son de gran interés debido a su amplio  campo de aplicación, por ejemplo como acoplesde aplicación rápida y bajo costo. Su efecto memoria de forma (EMF) resulta de una transformación martensítica (TM) gamma (austenita, FCC) ↔ épsilon (martensita,HCP) inducida por tensión, que se revierte cuando el material se calienta acierta temperatura. Para mejorar su textura cristalográfica y, con ello, elcomportamiento observado en la aleación colada o laminada, decidimos procesarlapor    el método denominado ECAE (Equal-ChannelAngular Extrusion), que permitiría obtener una fuerte componente <101>//a la dirección de extrusión, ideal para activar la TM. ECAE produce una texturade corte debido al giro impuesto dentro de la matriz de extrusión.Este trabajo investiga cómo ladeformación severa puede afectar las propiedades de una aleaciónFe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni y, particularmente,la formación de texturas favorables. También estudiamos si la alta energíaacumulada activa recristalización, para así controlar el tamaño de granoaustenítico y crear una microestructura apropiada al EMF. El principal objetivofue encontrar nuevas formas de mejorar el EMF de la aleación, para ampliar elespectro de aplicaciones. Analizamos fases, textura, microestructura,temperaturas críticas y propiedades mecánicas y de MF, luego de un paso por lamatriz ECAE. Además examinamos el efecto de la temperatura de recocido.Utilizamos técnicas de difracción de rayos X, ensayos mecánicos, dilatometría,microscopía óptica y electrónica.Obtuvimos las siguientesconclusiones:1)      Una pasada de ECAE introduce textura de corte,muchas dislocaciones y martensita e inducida por tensión. Latensión para inducir la TM, sigmagamma→épsilon,fue de 620 MPa, lo que limitó la cantidad de martensita inducidamediante una deformación por compresión de 2.3%. Las temperaturas de comienzo yfinal de la transformación inversa fueron 50 y 90 ºC, más altas que en elmaterial no deformado. El grado de recuperación de forma fue sólo 20 %.2)      Los tratamientos térmicos por encima de 800 ºCactivaron la recristalización, manteniendo la textura de corte. Los nuevosgranos tienen una alta densidad de fallas de apilamiento, y sus tamaños vandesde pequeños núcleos, 18, 26 y 53 mmpara recocidos a 800, 900 y 1000 ºC, respectivamente.Cuando incrementa la temperatura, la tensión sigmagamma→épsilondecrece, y la cantidad de martensita inducida y el % de recuperación de forma, crece.3)      Las muestras extruidas y recocidas a 1000 ºCalcanzaron el mejor EMF. La recuperación de forma fue 64 % y sigmagamma→épsilonfue 430 MPa. Finalmente, quisiéramos remarcaralgunos importantes conceptos:1)  Luego de la deformación por ECAE se almacena enel material alta energía, de modo que la mejor microestructura final puedeobtenerse controlando los parámetros tiempo/temperatura de la recristalización posterior.2)  La textura desarrollada mediante deformación porECAE es favorable para el EMF ya queel material obtiene una gran componente <101>, cercana a la <414>ideal, en la dirección de extrusión.