Fundición en tira de aleaciones tipo Sm2TM17 para la producción de la fase metastable SmTM7
Autores: Sheridan, Richard; Gresle-Farthing, Joseph; Appleby, Alice; Brown, Mangaliso
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Convencional
Fundición de libros
Aleaciones tipo Sm2TM17
Microestructura
Tratamiento de homogeneización
Fase metastable
Fundición en tira
Solidificación rápida
Estructura de grano columnar
Velocidad de la rueda
Grosor de la escama
Equilibrio de fases
Producción de imanes
Propiedades magnéticas
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Citaciones: Sin citaciones
La fundición convencional de aleaciones del tipo Sm2TM17 (donde TM = Co, Fe, Cu, Zr) conduce a una microestructura gruesa y altamente segregada, predominantemente debido a la lenta y variable tasa de enfriamiento desde la superficie del molde hacia el centro del lingote. Estas aleaciones fundidas requieren un largo tratamiento de homogeneización para eliminar esta segregación y desarrollar una fase hexagonal SmTM7 metastable y sobresaturada. Esta fase SmTM7 es una fase precursora vital requerida durante la producción de imanes para desarrollar la compleja estructura celular responsable de las altas propiedades magnéticas. En este trabajo, se empleó la fundición en cinta para facilitar la solidificación rápida y desarrollar escamas delgadas (<0.5 mm de grosor) con una estructura de grano columnar. El enfriamiento rápido tiene el potencial de producir una microestructura homogénea que consiste predominantemente en la fase metastable SmTM7. Esto podría eliminar o reducir significativamente la necesidad del tratamiento de homogeneización intensivo en energía que generalmente se requiere en la fabricación convencional de imanes. Este artículo investiga el efecto de la velocidad de la rueda (y, por ende, la tasa de enfriamiento) en el grosor de las escamas, la microestructura y el equilibrio de fases de las aleaciones fundidas. Se demostró que para velocidades de rueda entre 1.1 y 3.0 m/s, la microestructura mostró una gran variación; sin embargo, en todos los casos, se presentó evidencia de la fase columnar SmTM7. Se consideró que la adhesión entre el fundido y la rueda era crítica para la nucleación y el posterior crecimiento columnar de los granos de SmTM7, donde la velocidad de la rueda controlaba tanto el flujo de la aleación sobre la rueda como el grosor de la escama resultante. Se determinó que para lograr una estructura columnar homogénea de SmTM7, el grosor máximo de la escama debería limitarse a 270 um para evitar la formación de granos de Sm2TM17 equiaxiales debido a un enfriamiento insuficiente.
Descripción
La fundición convencional de aleaciones del tipo Sm2TM17 (donde TM = Co, Fe, Cu, Zr) conduce a una microestructura gruesa y altamente segregada, predominantemente debido a la lenta y variable tasa de enfriamiento desde la superficie del molde hacia el centro del lingote. Estas aleaciones fundidas requieren un largo tratamiento de homogeneización para eliminar esta segregación y desarrollar una fase hexagonal SmTM7 metastable y sobresaturada. Esta fase SmTM7 es una fase precursora vital requerida durante la producción de imanes para desarrollar la compleja estructura celular responsable de las altas propiedades magnéticas. En este trabajo, se empleó la fundición en cinta para facilitar la solidificación rápida y desarrollar escamas delgadas (<0.5 mm de grosor) con una estructura de grano columnar. El enfriamiento rápido tiene el potencial de producir una microestructura homogénea que consiste predominantemente en la fase metastable SmTM7. Esto podría eliminar o reducir significativamente la necesidad del tratamiento de homogeneización intensivo en energía que generalmente se requiere en la fabricación convencional de imanes. Este artículo investiga el efecto de la velocidad de la rueda (y, por ende, la tasa de enfriamiento) en el grosor de las escamas, la microestructura y el equilibrio de fases de las aleaciones fundidas. Se demostró que para velocidades de rueda entre 1.1 y 3.0 m/s, la microestructura mostró una gran variación; sin embargo, en todos los casos, se presentó evidencia de la fase columnar SmTM7. Se consideró que la adhesión entre el fundido y la rueda era crítica para la nucleación y el posterior crecimiento columnar de los granos de SmTM7, donde la velocidad de la rueda controlaba tanto el flujo de la aleación sobre la rueda como el grosor de la escama resultante. Se determinó que para lograr una estructura columnar homogénea de SmTM7, el grosor máximo de la escama debería limitarse a 270 um para evitar la formación de granos de Sm2TM17 equiaxiales debido a un enfriamiento insuficiente.