Efecto de la Textura en el Rango de Transición Dúctil-Frágil y los Mecanismos de Fractura de la Aleación de Titanio Ti-6Al-4V de Dos Fases con Grano Ultrafino
Autores: Modina, Iuliia M.; Dyakonov, Grigory S.; Polyakov, Alexander V.; Stotskiy, Andrey G.; Semenova, Irina P.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Técnica
ECAP
Estructura UFG
Textura cristalográfica
Transición dúctil-frágil
Resistencia al impacto Charpy
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se utilizó la técnica de prensado angular en canales iguales (ECAP) que permite producir lingotes a granel para formar una estructura UFG en la aleación Ti-6Al-4V. Un posterior embutido en caliente simula el forjado en matriz y la producción de una pieza. Estudiamos la evolución de la textura cristalográfica de la aleación UFG en el proceso de deformación durante la producción de un semi-producto y/o una pieza, así como su efecto en la región de transición dúctil-frágil en el rango de temperatura de -196 grados C a 500 grados C y los mecanismos de fractura del material. Para probar la resistencia al impacto Charpy, se utilizaron muestras estándar de sección transversal cuadrada con un muesca en forma de V (KCV). Se encontró que la anisotropía de la tenacidad al impacto es causada por efectos texturales y tiene un carácter pronunciado a temperaturas en el rango de transición dúctil-frágil. Hasta 100 grados C, los valores de KCV son cercanos en las muestras procesadas por ECAP y ECAP+embutido (a lo largo y perpendicularmente al eje de embutido a lo largo del eje Z y a lo largo del eje Y, respectivamente), mientras que se observa una gran diferencia a temperaturas de prueba de 200 grados C y superiores. A una temperatura de 500 grados C, la tenacidad al impacto de la aleación UFG Ti-6Al-4V después de ECAP alcanza un nivel similar al de ECAP+embutido en la dirección de fractura a lo largo del eje Z (1.60 y 1.77 MJ/m2, respectivamente). Además, un embutido adicional después de ECAP disminuye la temperatura de transición dúctil-frágil de la aleación UFG Ti-6Al-4V, lo que aumenta el margen de temperatura de la tenacidad del material estructural y reduce el riesgo de fallo catastrófico de un producto. El análisis fractográfico de la superficie de fractura de las muestras después de las pruebas Charpy en un amplio rango de temperatura reveló las características de la propagación de grietas dependiendo del tipo de microestructura y textura de la aleación en la dirección de fractura.
Descripción
En este trabajo, se utilizó la técnica de prensado angular en canales iguales (ECAP) que permite producir lingotes a granel para formar una estructura UFG en la aleación Ti-6Al-4V. Un posterior embutido en caliente simula el forjado en matriz y la producción de una pieza. Estudiamos la evolución de la textura cristalográfica de la aleación UFG en el proceso de deformación durante la producción de un semi-producto y/o una pieza, así como su efecto en la región de transición dúctil-frágil en el rango de temperatura de -196 grados C a 500 grados C y los mecanismos de fractura del material. Para probar la resistencia al impacto Charpy, se utilizaron muestras estándar de sección transversal cuadrada con un muesca en forma de V (KCV). Se encontró que la anisotropía de la tenacidad al impacto es causada por efectos texturales y tiene un carácter pronunciado a temperaturas en el rango de transición dúctil-frágil. Hasta 100 grados C, los valores de KCV son cercanos en las muestras procesadas por ECAP y ECAP+embutido (a lo largo y perpendicularmente al eje de embutido a lo largo del eje Z y a lo largo del eje Y, respectivamente), mientras que se observa una gran diferencia a temperaturas de prueba de 200 grados C y superiores. A una temperatura de 500 grados C, la tenacidad al impacto de la aleación UFG Ti-6Al-4V después de ECAP alcanza un nivel similar al de ECAP+embutido en la dirección de fractura a lo largo del eje Z (1.60 y 1.77 MJ/m2, respectivamente). Además, un embutido adicional después de ECAP disminuye la temperatura de transición dúctil-frágil de la aleación UFG Ti-6Al-4V, lo que aumenta el margen de temperatura de la tenacidad del material estructural y reduce el riesgo de fallo catastrófico de un producto. El análisis fractográfico de la superficie de fractura de las muestras después de las pruebas Charpy en un amplio rango de temperatura reveló las características de la propagación de grietas dependiendo del tipo de microestructura y textura de la aleación en la dirección de fractura.