Superplastic Deformation of Al-Al4C3 Composites

Deformación superplástica de compuestos Al-Al4C3

Se investigó la deformación de los compuestos Al-Al4C3 con diferentes fracciones de volumen de la fase Al-Al4C3 a diferentes temperaturas (293 - 723 K) y diferentes velocidades de deformación (2,5 * 10^-5 s^-1 do 1,0 * 10^-1 s^-1). A temperaturas de 673 - 723 K y a la mayor velocidad de deformación de 1,0 * 10^-1 s^-1, se observó un aumento significativo de la ductilidad. El análisis TEM sugiere que el inicio de la superplasticidad puede ser el resultado de la poligonización dinámica del grano, el deslizamiento y la rotación del grano, la recristalización parcial y la fluencia de dislocaciones en el sistema ensayado, lo que se conoce como recuperación dinámica inducida por deformación. El aumento de la fracción de volumen de la fase secundaria en el material compuesto estudiado dio lugar a un cambio del mecanismo controlado por el deslizamiento en los límites del grano al mecanismo de deformación controlado por la rotación del grano.

INTRODUCCIÓN

La técnica de aleación mecánica, como el proceso de molienda de bolas de alta energía en seco, es adecuada para producir polvos metálicos compuestos con una microestructura fina controlada. Este método es crucial para obtener una distribución homogénea de dispersoides de tamaño nanométrico en una matriz más dúctil (por ejemplo, aleaciones basadas en aluminio o cobre). Los dispersoides se pueden formar en una reacción de estado sólido de materiales que reaccionan con la matriz durante la molienda o durante el tratamiento térmico posterior [1]. La investigación se centró primero en las aleaciones base Al y Ti. Bajo condiciones específicas, se observó una deformación superplástica en estos materiales. Los detalles del comportamiento superplástico en aleaciones basadas en Al se informaron en [2 - 18]. Se concluyó que el mecanismo de deformación superplástica es una combinación de procesos paralelos como el deslizamiento en los límites de grano, la fluencia por dislocación y la recristalización [2].

El principal mecanismo de deformación en tales materiales superplásticos es un deslizamiento en los límites de grano con acomodación de tensiones por difusión o movimiento de dislocación. Posteriormente, los granos más finos darían como resultado una tasa de deformación más alta en un esfuerzo dado. Los granos por debajo de 10 mm con morfología equiaxial y límites de gran ángulo son esenciales para obtener una deformación superplástica. Es posible en tales microestructuras si se minimiza el crecimiento dinámico de los granos y se suprime la cavitación en los límites de los granos [7].

Los composites AI-AI₄C₃ aleados mecánicamente son el siguiente paso en el desarrollo de materiales con alta plasticidad [19 - 24]. La ventaja es que su resistencia es superior a la de las aleaciones convencionales y es proporcional a la fracción de volumen ya la distribución de partículas de Al₄C₃. Estos parámetros pueden ser controlados por las condiciones tecnológicas de preparación del material [19, 20]. Se analizó la dependencia de las propiedades mecánicas de la velocidad de deformación y la temperatura con respecto al micromecanismo de fractura en un material con una fracción de volumen baja de Al₃C₄ [22].