Resumen

El artículo informa sobre la fabricación y las propiedades mecánicas de una aleación basada en Ni₃Al, que representa la composición básica más utilizada de las aleaciones intermetálicas basadas en níquel para aplicaciones de alta temperatura. La estructura de la aleación se controló mediante solidificación direccional. Las muestras presentaban una microestructura multifásica. Las muestras solidificadas direccionalmente se sometieron a ensayos de tracción con medición simultánea de la emisión acústica (EA). Las muestras mostraron una ductilidad considerable a temperatura ambiente antes de la fractura. Durante el ensayo de tracción se observó una intensa EA.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades favorables de los compuestos intermetálicos permiten su uso en entornos exigentes, especialmente a temperaturas elevadas y altas en atmósfera oxidante. Las aleaciones basadas en níquel o Ni3 Al pueden utilizarse para la unión mecánica de piezas sometidas a altas temperaturas, como los pernos de inserción en la cámara de combustión de las turbinas de gas [1, 2]. Hasta ahora, las aplicaciones prácticas de estos materiales están muy limitadas por su considerable fragilidad. La estructura de estas aleaciones puede verse favorecida por la adición de elementos de aleación adecuados, el tratamiento térmico y la solidificación direccional [3]. Las propiedades mecánicas de estos materiales dependen de la fracción de volumen, la distribución, el tamaño y la morfología de los γ´-precipitados [4,5]. Su microestructura consiste en una elevada fracción de volumen de precipitados γ´-reforzantes (70 %) fusionados coherentemente en una matriz γ (solución sólida a base de Ni) [6]. Para las centrales eléctricas de vapor que funcionan a temperaturas de 700 °C y superiores, se han desarrollado aleaciones de base níquel. Para conseguir las propiedades de fluencia deseables de estas aleaciones, es necesario un refuerzo adicional mediante solución sólida o refuerzo por precipitación.

El refuerzo por solución sólida se consigue mediante la adición de Mo, Fe, W, Ta, Cr y Co [7, 8]. Las adiciones de Ti y Al son necesarias para mejorar el límite elástico y la resistencia a la fluencia de las aleaciones basadas en Ni₃Al mediante el refuerzo por precipitación por las partículas γ´.

FABRICACIÓN DEL MATERIAL

Para la determinación de las características mecánicas y la caracterización del comportamiento de fractura se utilizó una aleación binaria de base Ni3 Al con un 22 at.% de Al. La aleación se fundió en un crisol de corindón en un horno de inducción de vacío y se coló en moldes de grafito.

• Materias:Fracturas Emisión acústica Comportamiento de tracción Aleaciones Solidificación
• Subjects:Fractures Acoustic emission Tensile behavior Alloys Solidification
• Palabras claves:Aleaciones de base Ni3Al; Solidificación direccional; Ensayo de tracción; Emisión acústica; Fractura
• Keywords:Ni3Al based alloys; Directional solidification; Tensile test; Acoustic emission; Fracture