Electroplastic effect in magnesium alloy AZ31 using supercapacitors

Efecto electroplástico en la aleación de magnesio AZ31 con supercondensadores

En este trabajo se aplica a una probeta una corriente eléctrica pulsada simultáneamente con una carga de tracción uniaxial cuasiestática. Para ello se diseñó y fabricó un generador de impulsos de corriente de corta duración que induce supercondensadores. Los experimentos con baja tensión de funcionamiento se realizaron a diferentes periodos y frecuencias de impulsos de corriente eléctrica. Se investiga experimentalmente la electroplasticidad de la aleación de magnesio AZ31 bajo una corriente eléctrica pulsada. Un control adecuado de los parámetros de corriente permite modificar no sólo los niveles de tensión en el proceso, sino también los valores de deformación plástica alcanzados. Se espera que el resultado del presente estudio con baja tensión de operación proporcione una base para desarrollar procesos avanzados de conformado de metales mediante electroplasticidad.

INTRODUCCIÓN

La industria del automóvil busca continuamente formas más eficaces de conformar los materiales modernos utilizados en los procesos de prensado de chapas. Las aleaciones de magnesio son un ejemplo de nuevos materiales, mientras que el conformado electromagnético y el conformado asistido eléctricamente son ejemplos de métodos avanzados. El método de conformado asistido eléctricamente aprovecha el llamado efecto electroplástico. Este efecto se produce en los metales cuando sufren una deformación plástica mientras se someten simultáneamente a un flujo de corriente pulsante de alta densidad. La consecuencia del efecto electroplástico es un amplio cambio de las propiedades del material deformado, que afecta en particular a la tensión de plastificación, las tensiones internas, los defectos del material y la evolución de la microestructura.

La investigación sobre el efecto electroplástico fue precedida por los estudios sobre el efecto de un campo magnético en la deformación plástica, realizados por Kravchenko [1] en 1970. Demostró que un campo magnético intenso influye en el comportamiento de las dislocaciones y reduce las propiedades plásticas de un material. Este cambio de las propiedades plásticas de los metales bajo la influencia de un campo magnético activo se denominó efecto magnetoelástico. A su vez, Troistkii [2] y Conrad [3-6] descubrieron que las propiedades de los materiales cambian bajo la influencia de un flujo de corriente pulsante de alta densidad durante la deformación plástica, y lo denominaron efecto electroplástico. Este efecto puede aplicarse con éxito a operaciones específicas de conformado plástico [7].

El proceso de laminación fue un ejemplo de aplicación práctica de la técnica de flujo de corriente pulsante en el trabajo plástico de metales [8]. Como material ensayado se aplicó la aleación de magnesio AZ31, en forma de probeta de 2 mm de anchura y 0,89 mm de espesor. Se observó una reducción de la fuerza de rodadura que actúa sobre la probeta durante la deformación por electroimpulsos. También aumentó la resistencia al agrietamiento.