Efecto de los parámetros de procesado por Spark Plasma Sintering en la Resistencia a la oxidación de intermetálicos γ-TiAl

Autores UPV
Año
CONGRESO Efecto de los parámetros de procesado por Spark Plasma Sintering en la Resistencia a la oxidación de intermetálicos γ-TiAl

Abstract

Los Aluminuros de titanio son materiales avanzados que combinan unas excelentes propiedades a elevadas temperaturas con una baja densidad. Técnicas como el Spark Plasma Sintering (SPS) son prometedoras debido al control de tamaño de grano. El presente trabajo analiza los mecanismos de oxidación a temperaturas elevadas de intermetálicos g-TiAl con microestructura dúplex. Se utiliza polvo prealeado de Ti48Al2Cr2Nb para obtener discos de 30 mm de diámetro y 3 mm de altura utilizando SPS con diferentes condiciones de tiempo y temperatura. Las muestras estudiadas presentan una microestructura bifásica, observada mediante microscopía óptica y electrónica. La oxidación a alta temperatura se realiza utilizando una balanza termogravimétrica (TGA) a una temperatura de 900 °C durante 200 minutos para registrar la variación del peso con el tiempo. La capa de oxidación se caracteriza mediante Microscopía electrónica de barrido (SEM), Microscopía de fuerza atómica (AFM), Difracción de Rayos X (DRX) y espectroscopia Raman para identificar las fases formadas. Para el estudio de mecanismos de oxidación se realiza la interrupción del ensayo a 700°C y a 900°C con diferentes tiempos de permanencia. Se utiliza el FIB (Focused Ion Beam) para obtener cortes que permiten observar y analizar diversas capas del material y para la obtención de una lamela que será estudiada mediante Microscopía electrónica de Transmisión (TEM). Los resultados muestran que la morfología de los óxidos es similar en todas las condiciones analizadas. Los ensayos mecánicos descartan la temperatura de sinterización de 1100 °C, puesto que se observa una falta de sinterización, utilizando en el estudio de la corrosión 1150 y 1200ºC como temperaturas de sinterización. Se observa una mayor resistencia a la oxidación cuando el tiempo de sinterización es menor (2 min) y por tanto cuando el tamaño del grano es menor, mostrando que el proceso de SPS podría ser una manera de mejorar la oxidación a alta temperatura del TiAl. La aplicación combinada de las técnicas de FIB y TEM nos capacitan para estimar una distribución de los elementos a lo largo de la capa de oxidación.