Evaluación de la unión en estado sólido tungsteno-acero: opciones y el papel de CALPHAD para seleccionar intercapas de unión por difusión
Autores: Robin, Ishtiaque Karim; Gräning, Tim; Yang, Ying; Haider, Syeda Bushra; Lass, Eric Andrew; Katoh, Yutai; Zinkle, Steven John
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Ingeniería
Materiales
Técnicas de unión
Unión por difusión
Propiedades mecánicas
Materiales disímiles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Aspectos críticos del diseño innovador en disciplinas de ingeniería como infraestructura, transporte y aplicaciones médicas requieren la unión de materiales disímiles. Este estudio investiga la literatura sobre técnicas de unión en estado sólido, con un enfoque particular en la unión por difusión, como un método efectivo para establecer uniones en ingeniería. La soldadura y el brasado, aunque ampliamente utilizados, pueden presentar desafíos al unir materiales con grandes diferencias en temperatura de fusión y pueden llevar a la degradación de las propiedades mecánicas. En contraste, la unión por difusión ofrece un proceso a menor temperatura que se basa en interacciones en estado sólido para desarrollar la resistencia de la unión. La unión de tungsteno y acero, especialmente para reactores de fusión, presenta un desafío único debido a la significativa disparidad en las temperaturas de fusión y la propensión a formar intermetálicos frágiles. Aquí, se examinan las características de difusión de las interfaces tungsteno-acero y se investiga la influencia de los parámetros de unión en las propiedades mecánicas. Además, se emplea modelado CALPHAD para explorar parámetros de unión, estabilidad térmica y cinética de difusión. Los conocimientos de esta investigación pueden extenderse para unir numerosos materiales disímiles para aplicaciones específicas como la aeroespacial, la industria automotriz, plantas de energía, etc., permitiendo un diseño avanzado y robusto con alta eficiencia.
Descripción
Aspectos críticos del diseño innovador en disciplinas de ingeniería como infraestructura, transporte y aplicaciones médicas requieren la unión de materiales disímiles. Este estudio investiga la literatura sobre técnicas de unión en estado sólido, con un enfoque particular en la unión por difusión, como un método efectivo para establecer uniones en ingeniería. La soldadura y el brasado, aunque ampliamente utilizados, pueden presentar desafíos al unir materiales con grandes diferencias en temperatura de fusión y pueden llevar a la degradación de las propiedades mecánicas. En contraste, la unión por difusión ofrece un proceso a menor temperatura que se basa en interacciones en estado sólido para desarrollar la resistencia de la unión. La unión de tungsteno y acero, especialmente para reactores de fusión, presenta un desafío único debido a la significativa disparidad en las temperaturas de fusión y la propensión a formar intermetálicos frágiles. Aquí, se examinan las características de difusión de las interfaces tungsteno-acero y se investiga la influencia de los parámetros de unión en las propiedades mecánicas. Además, se emplea modelado CALPHAD para explorar parámetros de unión, estabilidad térmica y cinética de difusión. Los conocimientos de esta investigación pueden extenderse para unir numerosos materiales disímiles para aplicaciones específicas como la aeroespacial, la industria automotriz, plantas de energía, etc., permitiendo un diseño avanzado y robusto con alta eficiencia.