Cladding láser por etapas de aleaciones de media entropía TiNbZr y TiTaZr sobre sustrato de Ti puro
Autores: Lv, Hao; Gao, Mingyu; Liu, Xinying; Liu, Jiabin; Dong, Weiping; Fang, Youtong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cladding láser por etapas de aleaciones de media entropía TiNbZr y TiTaZr sobre sustrato de Ti puroCategoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Fabricar
Aleación de entropía media
Recubrimiento láser
Dureza
Resistencia al desgaste
Endurecimiento por solución sólida
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo tuvo como objetivo fabricar dos variedades de aleaciones de entropía media (MEA) TiNbZr y TiTaZr casi equiatómicas como recubrimientos sobre Ti puro como capas protectoras mediante cladding láser por etapas. Se analizaron su distribución de componentes estratificada, características microestructurales y constituciones de fase, comparando su dureza y resistencia al desgaste con la del Ti puro. Se encontró que en ambos recubrimientos MEA se realizó una fase de solución sólida de estructura cúbica centrada en el cuerpo sobre los sustratos de Ti puro empaquetados hexagonalmente. Las estructuras de subgrano en el recubrimiento TiNbZr eran granos celulares, mientras que en el recubrimiento TiTaZr eran brazos de dendrita mucho más densos, lo que llevó a un aumento del estrés residual. Los resultados mostraron que la dureza de los recubrimientos TiNbZr y TiTaZr fue de 450 +/- 30 HV0.2 y 513 +/- 27 HV0.2, respectivamente, 2.6 veces y 3 veces la del Ti puro (170 +/- 11 HV0.2). Además, las tasas de desgaste consecuentes disminuyeron de 2.08 x 10-4 mm3·N-1·m-1 (Ti puro) a 0.49 x 10-4 mm3·N-1·m-1 (TiNbZr) y 0.32 x 10-4 mm3·N-1·m-1 (TiTaZr). Esta alta dureza y resistencia al desgaste mejorada se atribuyen al fortalecimiento por solución sólida de la fase cúbica centrada en el cuerpo y al estrés residual en los recubrimientos. La realización de capas MEA duras mediante cladding láser por etapas ofrece una forma flexible y efectiva de proteger el Ti puro.
Descripción
Este trabajo tuvo como objetivo fabricar dos variedades de aleaciones de entropía media (MEA) TiNbZr y TiTaZr casi equiatómicas como recubrimientos sobre Ti puro como capas protectoras mediante cladding láser por etapas. Se analizaron su distribución de componentes estratificada, características microestructurales y constituciones de fase, comparando su dureza y resistencia al desgaste con la del Ti puro. Se encontró que en ambos recubrimientos MEA se realizó una fase de solución sólida de estructura cúbica centrada en el cuerpo sobre los sustratos de Ti puro empaquetados hexagonalmente. Las estructuras de subgrano en el recubrimiento TiNbZr eran granos celulares, mientras que en el recubrimiento TiTaZr eran brazos de dendrita mucho más densos, lo que llevó a un aumento del estrés residual. Los resultados mostraron que la dureza de los recubrimientos TiNbZr y TiTaZr fue de 450 +/- 30 HV0.2 y 513 +/- 27 HV0.2, respectivamente, 2.6 veces y 3 veces la del Ti puro (170 +/- 11 HV0.2). Además, las tasas de desgaste consecuentes disminuyeron de 2.08 x 10-4 mm3·N-1·m-1 (Ti puro) a 0.49 x 10-4 mm3·N-1·m-1 (TiNbZr) y 0.32 x 10-4 mm3·N-1·m-1 (TiTaZr). Esta alta dureza y resistencia al desgaste mejorada se atribuyen al fortalecimiento por solución sólida de la fase cúbica centrada en el cuerpo y al estrés residual en los recubrimientos. La realización de capas MEA duras mediante cladding láser por etapas ofrece una forma flexible y efectiva de proteger el Ti puro.