EFECTO DE PRECIPITADOS EN LA TRANSFORMACIÓN MARTENSÍTICA DE UN ALAMBRE POLICRISTALINO DE Fe-Ni-Co-Al-Ti-B CON MEMORIA DE FORMA

J. CASSINERIO; M.F. GIORDANA; C. SOBRERO

Mar del Plata

Congreso; XX Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales (SAM CONAMET); 2022

Las aleaciones con memoria de forma presentan algunas notables propiedades tales como el efecto de memoria de forma, la capacidad para recuperar la forma inicial tras aplicar calor y la superelasticidad . Dichas propiedades están ligadas a una transformación de fase martensítica que se da durante la aplicación de tensión o cambios en la temperatura, la estructura cristalina se modifica desde una fase madre austenita a una producto martensita. Dentro de las aleaciones de este tipo la más estudiada es el Ni-Ti, empleada en múltiples usos, pero con altos costos que limitan su aplicación a mayor escala. Las aleaciones de Base-Fe son menos costosas y presentan una alternativa al momento de evaluar aplicaciones a escala industrial. Para la aplicación de ambas propiedades, memoria de forma o superelasticidad, es de vital importancia que el material posea su rango de transformación a temperaturas adecuadas. Las temperaturas de transformación Ms o Af se ajusta a las condiciones de temperaturas deseadas de trabajo modificando variables como la composición y microestructura. En particular, ajustar la presencia de precipitados permite modificar modificar Ms , temperatura de transformación hacia fase martensita, donde en el caso de la superelasticidad, mejorar el rendimiento al aumentar las deformaciones reversibles sin presentar plasticidad apreciable luego de varios ciclos mecánicos.En el Fe-Ni-Co-Al-Ti-B (FNCATiB) las fases secundarias que juegan dicho rol en el material son los precipitados γ′ (L12) de tipo Ni3Al y los β de NiAl (B2). La fase β genera un efecto mayoritariamente indeseado pues nuclea en bordes de grano fragilizando el material. Por otro lado los precipitados fase γ′ juega un papel benéfico ya que son responsables de otorgar al material su propiedad termoelástica y permitiendo además ajustar las temperaturas de transformación martensítica. Además, es importante notar que el uso del Boro en esta aleación inhibe parcialmente laevolución de la fase beta. En el presente trabajo estudiamos el efecto de diferentes tratamientos térmicos y envejecidos en la microestructura y las temperaturas de transformación martensítica de alambrones policristalinos de FNCATiB.Varillas policristalinas de Fe41Ni28Co17Al11.5Ti2.5B (at.\%) de 3 mm de espesor producidas por extrusión en frío con reducción de área de 98,5 % fueron estudiadas en este trabajo. Se trataron térmicamente a 1250°C por 30 min dentro de cápsulas de cuarzo con atmósfera en vacío y luego templadas en agua a 5°C, para eliminar la fase β. Subsecuente se procedió a aplicar los tratamientos térmicos de envejecido a 600, 650 y 700°C por 1, 4, 8 y 24 hs con el objetivo de controlar la presencia y tamaño de los precipitados γ′.En la Fig. 1 se observa que la temperatura de transformación martensítica variar con el tiempo de envejecimientoaplicado en las muestras a diferentes temperaturas, es decir, debido al efecto de los precipitados nucleados a partir de estos tratamientos térmicos. Para el envejecido a 600°C se observa un aumento en la temperatura de transformación de fase Ms al incrementar los tiempos de envejecido 1 hora, 4, 8 y hasta 24 hs. Este aumento es visible también para muestras con envejecidos a mayores temperaturas de 650°C y 700°C.Esto indicaría el efecto de los precipitados en la temperatura de transformación martensítica, ya sea debido a un efecto de distorsión de la red, como también de la propia extracción de componentes químicos de la fase primaria γ (FCC) para la nucleación de estas fases secundarias γ′ (L12).