Procesos Termomecánicos y Microestructuras de Aleaciones de Titanio

Mill-anne:consiste en 2 etapas.Deformación plástica en zona α+β.
Recocido a temperatura + baja xa relajar tensiones.Pro mec inferior q otros trat.Granos d α alarga2 con part fase β en bordes d grano.

Recocido en β: prete estructura laminar fase α: 1. Calentamiento a 1a T ligera superior a β transus xa evit crec, seguido d 1 enfriamiento controlado. 2.Calentamiento en zonaα+β xa rela tensi y conseguir precipitación d Ti3Al.Cuanto mayor s l enfría + pequeñas y d menor espero ls placas d α, mejorando ls prop mec. Estruc: 1.Placas d α en lo q eran ls bordes d grano d β.2.Agrup placasα separ x 1a lamín d β, formando colonia d α dentro del gran primiv d β. A menor tamaño grano mayor limite xo peor tenaccidad d fractura y mayor avance d la grieta xq el camino es – tortuoso.

Recocido en α+β: estructura bimodal formada x ganos d α y granos d β transformada.3 etapa: 1.Deformación xona α+β.2. Calientamiento en α+β  y enfriamiento a velocidad controlada. 3. Calientamiento post a menor T xa relajar tensiones y endurecer. Primer calentamiento estructura equiaxial de de granos α+β cuya proporción depende de la T de trat de recristali. A mayor T menor cantidad de α primar. En el enfriamiento post se forman placas de α dentro de gran de β. Misma velocidad de enfría respecto del recocido en β, mayot lim elast, plasticidad y comport a iniciación de grieta en fat, peor tenacidad de fract  y crec en fatifa o fluencia gritas.

Estabilizadores de β: Mo,V,Cr,Fe,Mn

Trat solución: Durante el enfriamiento desde T ligerame inferí al beta trans,la v debe ser suficient rápida para impedir que la fase β se vuelva a transformar en ⍺. El trat tiene buena respuesta en: –
Aleaciones con muchos betágenos, pues si son escasos, la velocidad críca de enfrianes muy elevada. – Piezas delg, debido a la baja conduc term del tanio. Tras el trat de solución, puede ocurrir: La β exist a T elevada se convierte en martensita. La β queda retenida (βm) a T ambiente con una composición diferente a la del equilibrio, más alfágenos y menos betágenos, y se descompondrá (beta metaestable). La martensita obtenida no endurece tanto como en los aceros y, según la aleación, pueden formarse diferentes tipos. Para esta transformación martensíca, también se definen las temperaturas Ms y Mf, y son tanto más bajas cuanto mayor sea la cantidad de betágenos


Las propiedades mecánicas finales dependen de la temperatura de solución: Superior a beta transus: – Si Mf > Tamb, se obene una estructura totalmente martensíca. – Si Mf < Tamb, estará formada por una mezcla de ⍺m y βm. A mayor candad de betágenos, más proporción de fase beta retenida. Inferior a beta transus (zona ⍺ + β): quedará ⍺ primaria sin transformar y la fase β será más rica en aleantes betágenos.

Tratamiento de maduración: Descomposición de la martensita (⍺m → ⍺ + β): En aleaciones ⍺ + β, se forman precipitados de β en los bordes de las agujas de martensita. La descomposición de la martensita no produce variación de las propiedades mecánicas. La microestructura final depende de la temperatura y el empo de maduración.g2pnHAAAAAElFTkSuQmCC

En definiva, la estructura es una matriz de β con cristales dispersos de ⍺, cuya forma, tamaño y candad depende del empo y la temperatura de maduración, influyendo en las propiedades. Si hay mucha βm, su descomposición mejora la dureza, límite elásco y resistencia. El tratamiento completo proporciona la mejor dureza, límite elásco y resistencia, pero menor plascidad y tenacidad. En aleaciones ⍺ + β, no se usa, pues no mejoran casi y son diciles de enfriar (muy rápido). Las aleaciones con composición ≈ βc, mejoran más y pueden ser enfriadas a menor velocidad (muchos betágenos).


Aleaciones  α: Estuctura de equilibrio exclusivamente α. No tiene T de trans ductirl-frágil, se puede utilizar  t bajos con buena tenacidad.No endurecen significativamente por trat. Tiene defici forjabilidad pero buena soldabilidad

α+β:elmentos alfageno junto a cantidad moderada de betagenos. Su estructura de equilibrio esta forma con granos de α con cierta proporción de β. Poca cantidad de betagenos, se dan recocidos, Mill anne, la solución tine muchos inconvenientes.Mucha cantidad: tratamiento de solución mas maduración, aumentan prop y vel crit de enfría es meno.

súper α: Trabajar a una T elevadda por lo que se requiere baja difusión, bajando la cant de β.  Formado por cristales de α y poca cant de β. Respecto a Ti 6-4 disminución de betagenos u¡sutitucion de v por Mo y Nb con menor vel de difusión, elementos neutros. Presencia de Si

Capa  α: Permanencia a T elevada en presencia de O2, este penetra por difusión generando una capa superficial muy enriquecida en el. Debido a que es un alfageno, la capa esta compuesta por cristales de  α  duros y grafiles, empeorendo el comportamiento a fatiga. Tratamiento de vacío o atmostefra inerte para evitarlos.

Aleacoionβ  : Su estructura de equilibrio está formada por granos de β con cierta candad de ⍺. Tras un trat térmico, se retiene a T ambiente la fase beta estable a alta temperatura que se denomina beta metaestable porque su composición no se corresponde con la del equilibrio. Debido a que enen gran candad de aleantes, durante la solidif puede producirse una fuerte segre con zonas muy ricas en betáge. La T beta transus será inferior, por lo que en la solución se puede atravesar originando una microestructura local disnta. Esto empeora el comportamiento a fatiga, especialmente en presencia de Fe y Cr. Baja densidad y módulo elásco. Alta dureza, límite elásco y resistencia tras tratamiento térmico. Gran capacidad de deformación al ser fase β en su mayoría (BCC). Bajo ciertas condi, pueden incluso deformarse a temperatura ambiente. Fácilmente forjables. .Esta familia puede subdividirse en dos grupos: a) Aleaciones de alta resistencia: con menor contenido en aleantes betágenos (% un poco a la derecha de βc). Alcanzan propiedades más elevadas porque precipita más candad de ⍺. B) Aleaciones fuer estabil: enen mayor candad de aleantes betágenos.  


a aleación Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,5Si tiene mejor comportamiento a fluencia que Ti-3Al-10V-2Fe

Verdadero. La primera aleación tiene muy poca cantidad de aleantes estabilizadores de beta (solo 0,5% de Mo y 0,5% de Si), por lo que es del tipo súper alfa. Al tener una microestructura casi completamente alfa, tendrá un buen comportamiento a temperatura elevada. Por el contrario, la segunda aleación tiene una gran cantidad de betágenos (10% de V y 2% de Fe), siendo por tanto una aleación beta, cuya microestructura es mayoritariamente beta, con red BCC y de peor comportamiento a fluencia

B)En una aleación casi-α, a menor velocidad de enfrentamiento en un recocido en β, menor

velocidad de crecimiento de grieta en fatigaVerdadero. A menor velocidad de enfriamiento, la estructura de placas alfa que se forman en el interior de los granos de beta es de mayor tamaño, lo que hace más tortuoso el camino de la grieta hacia el interior de la pieza, haciendo que la propagación sea más lenta

C)Las aleaciones β son más fáciles de deformar a temperatura ambiente que las casi-α. (2,5

puntos)Verdadero. Las aleaciones beta tienen a baja temperatura una microestructura formada

mayoritariamente por fase beta, con red cúbica centrada en el cuerpo, y por tanto con muchos sistemas de fácil deslizamiento. Por el contrario, la microestructura de las aleaciones casi alfa está compuesta casi totalmente por granos de alfa, con red hexagonal compacta, y en consecuencia con pocos sistemas de deslizamiento.

d) Las aleaciones tipo α son aptas para aplicaciones criogénicas, a diferencia de las aleaciones tipo β metaestable. (2,5 puntos)Verdadero. Las aleaciones tipo β metaestable tienen su estructura cristalina en su mayoría cúbica centrada en el cuerpo (BCC) por tanto, sí tienen temperatura de transición dúctil-frágil. A diferencia de la aleación α, que al ser una aleación con muchos elementos estabilizadores alfágenos tiene poca fase β a temperatura ambiente, por tanto, no tienen temperatura de transición dúctil-frágil, pudiendo utilizarse a temperaturas muy bajas con buena tenacidad.

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