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Evolución Microestructural de una Aleación de Aluminio 2139 Modificada con Zr-Ti de Alta Resistencia para Fusión por Lecho de Polvo Láser

Autores: Larini, Federico; Casati, Riccardo; Marola, Silvia; Vedani, Maurizio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Aluminio
Aleaciones
Fabricación aditiva basada en láser
Microestructura
Tratamiento térmico
Microdureza

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La demanda de componentes de aluminio de alto rendimiento impulsa la investigación en el diseño de aleaciones novedosas que pueden ser procesadas mediante fabricación aditiva basada en láser. En los últimos años, la adición de refinadores de grano ha demostrado ser una estrategia efectiva para reducir el agrietamiento en caliente de aleaciones de Al de alta resistencia. En este estudio, se investigó el comportamiento de solidificación y envejecimiento de una aleación Al2139 dopada con adiciones de Zr y Ti para L-PBF. Estos elementos favorecieron la formación de una estructura de grano fino libre de grietas. La formación de inoculantes Al3(Zr,Ti) fue predicha por simulaciones de Scheil y observada como partículas cuboidales en el centro de los granos de alfa-Al. La microestructura del material tal como se construyó presentaba granos finos y completamente equiaxiales, que aparecían comparativamente más finos en el borde (300-600 nm) y más gruesos (0.8-2.0 m) en el centro de los charcos fundidos. En ambos casos, había evidencia de micro-segregaciones de Cu y Mg en los límites de grano. La microdureza de 109.7 HV0.5 en el estado tal como se construyó se incrementó a 186.1 HV0.5 después de un tratamiento térmico T4 optimizado, responsable de la precipitación de muchas fases secundarias en forma de varilla basadas en Zr y Ti y partículas quasi-esféricas ricas en Cu, Mn y Fe. La exposición prolongada realizada para simular el servicio a alta temperatura causó una caída en la microdureza y una marcada modificación de la microestructura, evidenciada por el reordenamiento y posterior esferoidización de partículas ricas en Cu y Mg en los límites de grano.

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