PROPIEDADES MECÁNICAS DE ESPONJAS MARTENSÍTICAS DE Cu-Zn-A

PIERRE ARNEODO LAROCHETTE; ANDREA GRUTTADAURIA; GRACIELA BERTOLINO; ENRIQUE CASTRODEZA; ALBERTO BARUJ; HORACIO E TROIANI

Viña del Mar, Chile

Congreso; IBEROMET, CONAMET, SAM 2010; 2010

<!-- @page { margin: 0.79in } P { margin-bottom: 0.08in } --> En este trabajo presentamos un estudio sobre las propiedades mecánicas y el comportamiento pseudoelástico de esponjas de Cu-Zn-Al. Las esponjas fueron sintetizadas infiltrando la aleación en estado fundido con un compacto de esferas de silica gel (SiO2) previamente desecadas. Una vez solidificado, el material se sumerge en un baño acuoso de ácido fluorhídrico que disuelve las esferas en forma preferencial. El material resultante es una esponja de Cu-Zn-Al policristalino, con tamaño de grano del orden del milímetro y tamaño de poro entre 1 mm y 4 mm, acorde al tamaño de SiO2 utilizado. Su densidad relativa está entre 0.2 y 0.4. Hemos realizado ensayos de compresión sobre estos materiales, encontrando que pueden absorber deformaciones de hasta un 4% en forma prácticamente reversible. Esto se debe a que durante el proceso de deformación, se induce una transformación de fases martensítica en el material. A temperatura ambiente, la misma se revierte al descargar el material, produciendo el efecto macroscópico de recuperación de forma. Para deformaciones elevadas, se observa fractura intergranular, lo cual es común en policristales de Cu-Zn-Al. Sin embargo, el material es capaz de soportar varios ciclos de carga y descarga completa. Por otra parte, cuando los ciclos compresivos se realizan entre límites de deformación fijos dentro del plateau pseudoelástico, no se observa fractura. La Fig. 1 muestra el primer ciclo de cada 100 realizados para 1000 ciclos totales, realizados entre el 1.5% y el 3.8% de deformación. El material muestra una alta estabilidad mecánica para este tipo de ensayos. Hemos analizado la respuesta del material en función de su densidad relativa. Tal como sucede con esponjas metálicas estándar, su respuesta elástica responde a una ley exponencial, con un exponente del orden de 2. Hemos encontrado que la tensión de transformación y la energía absorbida por ciclo de carga descarga también pueden aproximarse con leyes de tipo exponencial. Las dependencias funcionales encontradas permiten adecuar el diseño de las esponjas para adaptarse a un escenario definido simplemente controlando la densidad relativa del material.