Investigación de la Trabajabilidad en Caliente de una Aleación Fe-Al-Ta Utilizando Mapas de Procesamiento por Deformación
Autores: Emdadi, Aliakbar; Michels, Heiner; Tovar, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleaciones
Comportamiento de deformación en caliente
Refinamiento de grano
Propiedades mecánicas
Mapas de procesamiento
Fe-Al-Ta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Se espera que las aleaciones Fe-Al-Ta reemplacen a los aceros de alta aleación en las palas de turbinas de vapor. Sin embargo, las propiedades mecánicas de las palas forjadas aún no son óptimas debido a la limitada refinación de grano durante el forjado en caliente y la microestructura de grano grueso heredada del precursor fundido. Por lo tanto, es esencial investigar el comportamiento de deformación en caliente de la aleación para identificar el rango óptimo de los parámetros de deformación que conducen a una buena trabajabilidad en caliente con una significativa refinación de grano. El comportamiento de deformación en caliente y la trabajabilidad en caliente de una aleación Fe-25Al-1.5Ta (at.%) fueron investigados en el presente trabajo utilizando modelado constitutivo y el concepto de mapas de procesamiento. Se realizaron pruebas de compresión uniaxial en un rango de tasas de deformación de 0.0013 s-1 a 1 s-1 y en un rango de temperatura de 900 grados C a 1100 grados C, donde se confirmó una fase de matriz desordenada A2alpha-(Fe, Al) junto con una fase C14-(Fe, Al)2Ta Laves mediante difracción de rayos X. Las curvas de esfuerzo-deformación mostraron un máximo amplio seguido de una ligera caída en el esfuerzo hasta que se alcanzó un estado estable. La ventana de procesamiento óptima para la aleación estudiada se ubicó en 910-1060 grados C/0.0013-0.005 s-1, donde la eficiencia de la disipación de energía y la sensibilidad a la tasa de deformación alcanzaron el 50% y 0.33, respectivamente. El material experimentó una combinación de recuperación dinámica y recristalización dinámica en todo el rango de deformación probado. No se predijeron inestabilidades de flujo basadas en el criterio de inestabilidad de flujo de Prasad cuando la deformación se realizó hasta una verdadera deformación de 0.5 y 0.8, lo que indica un alto grado de trabajabilidad en caliente de la aleación estudiada en todo el rango de deformación probado. El estudio actual revela un rango de parámetros bien adecuado para la deformación segura y eficiente de las aleaciones Fe-Al-Ta, lo que puede contribuir a la optimización del procesamiento termomecánico de esta aleación.
Descripción
Se espera que las aleaciones Fe-Al-Ta reemplacen a los aceros de alta aleación en las palas de turbinas de vapor. Sin embargo, las propiedades mecánicas de las palas forjadas aún no son óptimas debido a la limitada refinación de grano durante el forjado en caliente y la microestructura de grano grueso heredada del precursor fundido. Por lo tanto, es esencial investigar el comportamiento de deformación en caliente de la aleación para identificar el rango óptimo de los parámetros de deformación que conducen a una buena trabajabilidad en caliente con una significativa refinación de grano. El comportamiento de deformación en caliente y la trabajabilidad en caliente de una aleación Fe-25Al-1.5Ta (at.%) fueron investigados en el presente trabajo utilizando modelado constitutivo y el concepto de mapas de procesamiento. Se realizaron pruebas de compresión uniaxial en un rango de tasas de deformación de 0.0013 s-1 a 1 s-1 y en un rango de temperatura de 900 grados C a 1100 grados C, donde se confirmó una fase de matriz desordenada A2alpha-(Fe, Al) junto con una fase C14-(Fe, Al)2Ta Laves mediante difracción de rayos X. Las curvas de esfuerzo-deformación mostraron un máximo amplio seguido de una ligera caída en el esfuerzo hasta que se alcanzó un estado estable. La ventana de procesamiento óptima para la aleación estudiada se ubicó en 910-1060 grados C/0.0013-0.005 s-1, donde la eficiencia de la disipación de energía y la sensibilidad a la tasa de deformación alcanzaron el 50% y 0.33, respectivamente. El material experimentó una combinación de recuperación dinámica y recristalización dinámica en todo el rango de deformación probado. No se predijeron inestabilidades de flujo basadas en el criterio de inestabilidad de flujo de Prasad cuando la deformación se realizó hasta una verdadera deformación de 0.5 y 0.8, lo que indica un alto grado de trabajabilidad en caliente de la aleación estudiada en todo el rango de deformación probado. El estudio actual revela un rango de parámetros bien adecuado para la deformación segura y eficiente de las aleaciones Fe-Al-Ta, lo que puede contribuir a la optimización del procesamiento termomecánico de esta aleación.