INVESTIGADORES
MOYA Javier Alberto
congresos y reuniones científicas
Título:
Aleaciones metálicas amorfas y compuestas base Fe para uso magnético y estructural
Autor/es:
LAVORATO, GABRIEL; BASSI, FACUNDO; HORACIO DE ROSA; JAVIER A. MOYA
Lugar:
Santiago de Chile
Reunión:
Jornada; Jornadas de la SAM-CONAMET08; 2008
Institución organizadora:
SAM-CONAMET
Resumen:
Resumen Los metales amorfos masivos (de espesores mayores a 1 mm) son un nuevo tipo de materiales que se esperan abarquen una amplia gama de aplicaciones en el futuro debido a una combinación única de sus propiedades físicas, mecánicas y magnéticas. Entre ellas se destacan la elevada tensión de rotura y dureza, y excelentes propiedades magnéticas blandas. Desde 1960, cuando se descubrió por primera vez una aleación amorfa metálica, se han registrado continuos progresos en lo que concierne a las posibilidades de aplicaciones de estos materiales. Una de sus principales limitaciones, el máximo espesor obtenible, registró un continuo aumento, siendo que en un principio se alcanzaban espesores de algunos micrones, actualmente pueden obtenerse amorfos de más de 70 mm utilizando distintos elementos metálicos. Desde 1995 se sabe demás que es posible fabricar metales amorfos masivos utilizando el Fe como elemento base. En un principio fueron fabricados con el objetivo de lograr buenas propiedades magnéticas blandas (espesores de ~5 mm) y posteriormente un renovado interés en su uso como material estructural llevan a desarrollar materiales con espesores de 16 mm y paramagnéticos a temperatura ambiente. Incrementar la tenacidad de estos materiales es también un desafío de los investigadores proponiendo diversas soluciones entre ellas el desarrollo de materiales composite en donde dendritas de una solución sólida actúan como crack stopper de fisuras que se propaguen por la matriz amorfa. En el presente trabajo se exponen los resultados de nuestros estudios en dos tipos de materiales sintetizados mediante la técnica de enfriamiento rápido desde el líquido de colada en molde de cobre (injection copper mold casting) en atmósfera de aire: 1) una aleación metálica amorfa masiva de composición (Fe0.375Co0.375B0.2Si0.05)96Nb4 (at.%) y 2) un composite de dendritas de una solución sólida alfa-(FeCo) dispersas en una matriz amorfa de composición similar a la aleación 1. A continuación, sobre las muestras obtenidas se realizaron estudios estructurales (microscopía óptica y electrónica SEM, XRD, EDAX, DTA), magnéticos (campo coercitivo e imanación de saturación) y mecánicos (microdureza Vickers). La aleación totalmente amorfa pudo ser obtenida con un espesor máximo de 2.5 mm (colada en aire) y presenta excelentes características de material magnético blando, con un campo coercitivo Hc ~1 A/m y una imanación de saturación MS= 1 T. Estas propiedades hacen al material apto para su uso como núcleo de transformadores, empleo típico de los materiales amorfos tradicionales ferromagnéticos (i.e. no masivos, de espesores de 40 um), con la ventaja de poder producir chapas de espesores de hasta 2.5 mm (en atmósfera de aire) y, como consecuencia, de más fácil manipulación y montaje. La aleación composite presenta un deterioro en las propiedades magnéticas blandas en lo que respecta al Hc (no así en el Ms). Se deduce que esto ocurre debido a la mayor anisotropía magnetocristalina que posee la fase alfa-(Fe,Co) en comparación con la fase amorfa. No obstante, la presencia de las dendritas de solución sólida proporcionaría al material una tenacidad mayor que la correspondiente a la aleación 1. Si bien aún no hemos realizado estudios en este sentido, el descenso experimentado en los valores de microdureza (en relación con la aleación 1) puede ser un indicador de un aumento de la tenacidad: las dendritas de solución sólida actuarían como crack stopper durante la propagación de una fisura. Por consiguiente, este material sería apto para uso estructural con resistencias mecánicas estimadas alrededor de los 2760 MPa