Resistencia a alta temperatura y evolución microestructural de la aleación Ti-6Al-4V fabricada mediante fabricación...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los Materiales
• Ingeniería Mecánica
• Fabricación Aditiva

Sus antecedentes:

• Las aleaciones de titanio, en particular el Ti-6Al-4V, son críticas en aplicaciones aeroespaciales y biomédicas.
• La comprensión de las propiedades mecánicas a alta temperatura es esencial para el rendimiento en condiciones extremas.
• La fabricación aditiva por arco de alambre (WAAM) ofrece una nueva ruta de fabricación para aleaciones de titanio.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades mecánicas a alta temperatura y el comportamiento de la deformación por compresión del Ti-6Al-4V fabricado por WAAM.
• Comparar el rendimiento del Ti-6Al-4V fabricado por WAAM con su contraparte laminada en caliente.
• Explorar las características microestructurales que influyen en el rendimiento a alta temperatura.

Principales métodos:

• Fabricación de Ti-6Al-4V mediante fabricación aditiva por arco de alambre (WAAM).
• Comparación con Ti-6Al-4V convencionalmente laminado en caliente.
• Pruebas de compresión a alta temperatura a temperatura ambiente (TA), 300 °C, 500 °C y 700 °C.
• Análisis microestructural mediante técnicas avanzadas de microscopía.

Principales resultados:

• El Ti-6Al-4V fabricado por WAAM exhibió una fina estructura Widmanstätten de lath α, distinta de la microestructura bimodal de la aleación laminada en caliente.
• La aleación WAAM demostró resistencias a la fluencia significativamente mayores en todas las temperaturas probadas.
• A 700 °C, la aleación WAAM experimentó recristalización dinámica y ablandamiento por flujo debido a la formación de kink y fragmentación.

Conclusiones:

• La fina estructura de lath α, la alta fracción de límites de grano de ángulo y la interfaz α/β contribuyen a la resistencia superior a alta temperatura del Ti-6Al-4V fabricado por WAAM.
• El Ti-6Al-4V fabricado por WAAM posee una notable estabilidad térmica y resistencia a la deformación.
• El control microestructural es una estrategia viable para mejorar el rendimiento a alta temperatura de las aleaciones de titanio fabricadas aditivamente.