Desarrollo de un método de reducción del tamaño de grano de aleaciones de Cu-Zn-Al

L. PRADO; P. ARNEODO LAROCHETTE; G. BERTOLINO; A. BARUJ

La Plata

Congreso; 102 Reunión de la Asociación Argentina de Física; 2017

Asociación Física Argentina

Algunas de las aleaciones del sistema Cu-Zn-Al pertenecen a los denominados materiales con memoria de forma. Reciben este nombre por su capacidad de recuperar su forma luego de ser deformados. Esta propiedad es consecuencia de la existencia de una transformacion martensítica entre dos fases en el sólido. La factibilidad de su aplicacion en dispositivos, como por ejemplo amortiguadores, depende en gran medida de sus propiedades estructurales. En particular, el control sobre el tamaño de grano es determinante por dos motivos principales. Por un lado, los bordes de grano representan obstáculos para las placas que crecen durante la transformacion martensítica. De manera que al aumentar el tamaño de grano se reduce la densidad de estos obstáculos, favoreciendo las propiedades de memoria de forma. Por el otro, la posibilidad de fractura intergranular se incrementa con el tamaño de grano. Esto es consecuencia del aumento de las superficies sometidas a las tensiones originadas por las diferencias en orientación cristalográfica entre granos. La fractura intergranular es un problema recurrente en las aleaciones de Cu-Zn-Al obtenidas por fusión y enfriamiento no forzado, debido a que el tamaño de grano que se obtiene es del orden del milímetro. Existen varios métodos para reducir el tamaño de grano de estas aleaciones: solidificación a gran velocidad de enfriamiento, combinaciones de tratamientos termomecánicos (recristalizacion) o utilizacion de refinadores de grano. En este trabajo se exploró esta última opción por la razón de que es aplicable en todo tipo de piezas, sin importar su forma o tamaño. Como agente refinador se utilizó AlB2, motivados en un trabajo de Elst y colaboradores en el que muestran que mediante la incorporación de B a la aleación se logran tamaños de grano entre 50 y 100 micrones. El B se combina con el Al de la aleación para formar AlB2. Se investigaron varias maneras de introducir el AlB2 en el material: por fusión como polvo o pastillas, o por molienda mecánica. Las cantidades de AlB2 empleadas fueron de 0.005% a 0.5% en peso. Se caracterizaron los materiales fabricados por microscopía (óptica y electrónica de barrido) y, en los casos en los que fue posible, también se evaluaron sus propiedades mecánicas. Se encontró que una pequeña cantidad de AlB2 (0.005% en peso) es suficiente para lograr un tamaño de grano de 70 micrones.