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Deformación elastoplástica de un disco rotatorio hecho de aleaciones de aluminio endurecidas por dispersión

Autores: Matvienko, Oleg; Daneyko, Olga; Valikhov, Vladimir; Platov, Vladimir; Zhukov, Ilya; Vorozhtsov, Aleksandr

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Deformación plástica
Disco rotatorio
Aleaciones endurecidas por dispersión
Resistencia a la tracción
Límite de esfuerzo último
Microscopía óptica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 4

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento estudia la deformación plástica de un disco rotatorio hecho de aleaciones de aluminio endurecidas por dispersión utilizando pruebas mecánicas de tracción y un estudio estructurado mediante métodos de microscopía óptica. Se utilizan aleaciones como AA5056 y A356 con partículas dispersas de Al3Er y TiB2 como materiales iniciales. Las pruebas de resistencia a la tracción de las aleaciones obtenidas muestran que la adición de partículas de Al3Er en la composición de la aleación AA5056 conduce a un aumento en su límite de esfuerzo último (USL) y plasticidad de 170 a 204 MPa y de 14.7 a 21%, respectivamente, aunque no se observa el efecto modificador durante la cristalización. La adición de partículas de TiB2 a la composición de la aleación A356 también conduce a un aumento simultáneo en la resistencia al rendimiento, USL y plasticidad de 102 a 145 MPa, de 204 a 263 MPa y de 2.3 a 2.8%, respectivamente. El estudio del estado de tensión-deformación del disco se llevó a cabo en el marco de la mecánica de sólidos deformados. Las ecuaciones de equilibrio se integraron analíticamente, teniendo en cuenta las condiciones de endurecimiento obtenidas de las investigaciones experimentales. Esto permitió escribir las relaciones analíticas para las tensiones radiales y circunferenciales y determinar las condiciones de deformación plástica y pérdida de resistencia. La resistencia plástica de un disco depende de la relación entre sus radios exterior e interior. La resistencia plástica disminuye con el aumento del ancho del disco a un radio interior constante, lo que está asociado con un efecto más fuerte del campo de fuerza centrífuga. A una mayor velocidad de rotación de discos estrechos, las tensiones tangenciales son altas y pueden exceder el valor de USL. Las aleaciones A356 y A356-TiB2 son más frágiles que las aleaciones AA5056 y AA5056-Al3Er. En el caso de discos rotatorios anchos, las aleaciones AA5056 y AA5056-Al3Er son preferibles.

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