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ESTUDIO DEL PROCESO DE UNIÓN POR TRANSICIÓN EN FASE LÍQUIDA APLICADO A LA ALEACIÓN Ti6Al4V UTILIZANDO FOLIOS DE Al y CuS. Martínez (1), D. García(1), C. Morell(1), S. Sommadossi (1,2) * (1) Caracterización de Materiales, Fac. Ingeniería, Univ. Nac. del Comahue, Bs. As. 1400, Neuquén (8300), Argentina(2) IITCI CONICET-UNCo, Buenos Aires 1400, Neuquén (8300), Argentina * silvana.sommadossi@fain.uncoma.edu.arTópicos: T1 Metales y aleaciones; Categoría: C2. Fin de Carrera de Grado.Mediante el proceso de unión por transición en fase líquida fueron unidas dos partes de la aleación Ti 6 Al 4 V utilizando aluminio puro como material de aporte. El efecto de la temperatura de proceso en las tasas crecimiento de las capas de intermetálico desarrolladas en las proximidades de la zona de unión fueron estudiadas a 800, 950 y 1100°C. A su vez, se realizó un estudio sobre la microestructura del sustrato a las temperaturas mencionadas y un análisis de Microdureza Vickers. La caracterización tanto de las capas en desarrollo como de la microestructura se llevó a cabo mediante técnicas de microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM) y los análisis pertinentes de composición química mediante dispersión de electrones secundarios (EDS). Los resultados obtenidos mostraron el crecimiento de tres capas intermetálicas (C1, C2 y C3) próximas a la zona de unión. También se revelaron tres microestructuras diferentes para cada temperatura de proceso en el sustrato.En los últimos cincuenta años, el titanio ha sido uno de los metales más estudiados y desarrollados entre los no ferrosos. Su mayor resistencia especifica en comparación con muchos de los aceros presenta replanteos a la hora de la selección del material en diversos componentes de la industria aeroespacial, automotriz, de procesos químicos y petrolera, entre otras. Debido a la capa de óxido de titanio (TiO2) que se forma en su superficie, también es utilizado en aplicaciones con requerimientos anticorrosivos. Su bio-compatibilidad con el cuerpo humano lo ha introducido en las aplicaciones de ingeniería médica, en la fabricación de prótesis óseas [1,2].La unión de dos metales por transición en fase líquida o transient liquid phase bonding (TLP bonding) es un proceso antiguo, al que actualmente se le está empezando a brindar mayor importancia debido a sus prestaciones. El TLP bonding consta de la unión de dos sustratos sujetos entre sí, con un metal de aporte o fundente entre ellos. Durante el calentamiento, la capa intermedia se funde y el elemento de esa intercapa (o unconstituyente de una capa intermedia de aleaciónón) difunde en los materiales del sustrato,causando la solidificación isotérmica, a una temperatura TP (temperatura de proceso). Elresultado es una unión que posee un punto de fusión más alto que la temperatura TP [3-4]. El procedimiento se llevó a cabo reduciendo la aleación a estudiar a dimensiones de no más de 3x3x5 mm. La preparación de las superficies a unir se hizo con lija de hasta 1500 granos y limpieza ultrasónica con acetona, para remover suciedades y capas de óxidos indeseados. Luego, mediante la aplicación de presión se acopló un film de 100μm de espesor entre las dos partes de sustrato a unir. El tratamiento térmico se llevó a cabo en una atmosfera inerte con vacío de argón de 5x10-2 mbar a 800, 950 y 1100 °C. Los tiempos del proceso fueron seleccionados a medida que se iba haciendo un reconocimiento de dichas capas, con la finalidad de monitorear su desarrollo.Las superficies a analizar fueron pulidas a paño con pasta diamantada de hasta 1μm de granulometría. Luego fueron atacadas químicamente con ?Agente Kroll? (100ml H2O, 6ml HNO3 y 2ml HF por no más de 30s). Se lograron identificar tres capas intermedias (C1, C2 y C3) entre el sustrato y la fuente de aporte. Estas capas presentaron crecimientos desiguales, como era de esperarse, y su composición química indica que se podría tratar de los intermetálicos TiAl2, TiAl y Ti3Al respectivamente Figura1. a) b)Figura 1. Muestra a 1100 °C y 21 horas de tratamiento atacadas químicamente con ?Agente Kroll?. a) Micrografía de SEM b) Gráfico de composición vs distancia.El crecimiento de las mismas con respecto al paso del tiempo dará a conocer si el sistema crece de forma lineal, cuadrática o una combinación de ambas [4]. Con dichos valores de tiempo y espesor de capa, mediante un proceso iterativo, se podrá conocer la constante de velocidad del sistema difusivo k y su factor exponencial n (1).X = k.tn (1)Debido a los leves cambios en la composición del elemento vanadio en dichas capas, se asume que este no participa en gran medida en el proceso de difusión-reacción involucrado en la formación de estas.Se observaron grandes diferencias en la microestructura del sustrato para las temperaturas del proceso. Las mismas fueron seleccionadas con la finalidad de cubrir las distintas zonas de interés en el diagrama de fases, teniendo en cuenta que el titanio tiene un cambio alotrópico en su estructura cristalina. A 800°C se reveló una microestructura compuesta por granos de la fase α primaria con contenido intergranular de β, mientras que a 950°C la microestructura estaba comprendida por grano de α primaria en matriz de β transformada o α secundaria. La muestra a 1100°C, ya por encima de la zona de transición entre fases en el diagrama, presentó grano grande de β transformada.El contenido de los elementos titanio y aluminio no varió significativamente en la zona del sustrato, sin embargo, el vanadio al ser un estabilizador de la fase β, se hizo presente en mayor abundancia en borde de grano de α primaria y en matriz de β transformada.Referencias[1] ASM Metals HandBook Volume 2 - Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials. ASM internacional 1993.[2] C. Leyens and M. Peters, Titanium and Titanium alloys. 2001 WILEY-VCH.[3] G. O. Cook III, C. D. Sorensen, Overview of transient liquid phase and partial transient liquid phase bonding, J Mater Sci (2011), pp. 46:5305?5323.[4] K.I. Dybkov, Reaction Diffusion and Solid State Chemical Kinetics. Kyiv 2002 The IPMS Publications.

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