Tesis doctoral de Gemma Pimentel Fraga
El desarrollo de plantas de biomasa con alta eficiencia en la conversión de energía es esencial para asentar la biomasa como una fuente de energía renovable. Los sistemas de turbinas de gas de ciclo combinado permiten elevar la eficiencia de las plantas de biomasa del 35 por ciento actual al 45 por ciento. Sin embargo, para conseguir estos niveles de eficiencia en la conversión de energía, el intercambiador de calor de la caldera debe trabajar en condiciones de temperatura por encima de 1100 grados c, en torno a 15-30 bar de presión y en atmósferas más corrosivas. Las aleaciones base fe endurecidas por dispersión de y2o3 (ods) fabricadas por aleado mecánico son la clase de material avanzado específicamente diseñado para trabajar en ambientes altamente corrosivos y a temperaturas elevadas. Esto es debido al pinzamiento, por parte de las nanopartículas, del movimiento de las dislocaciones. Posteriormente, puede mejorarse esta resistencia con el desarrollo de una microestructura de grano grosero conseguida tras un tratamiento de recocido a elevada temperatura (1330 grados c), que conduce a un proceso de recuperación del material seguido de crecimiento anormal de grano. En esta tesis se estudian los factores que controlan la generación de esa microestructura deseada en la aleación ods de nombre comercial pm2000.Los resultados indican que el proceso de recuperación consiste en dos etapas bien diferenciadas, la aleación experimenta un proceso de recuperación extendida seguido de crecimiento anormal de grano. La microestructura inicial está constituida por subgranos, de tamaño submicrométrico, con una fuerte textura en la que los granos se orientan de modo que su dirección menor110mayor se sitúa paralela a la dirección de laminación (rd), es decir, menor110mayor ¿rd (fibra ¿) la cual se transforma en granos groseros, de tamaño milimétrico, con orientaciones menor112mayor ¿rd. Además, durante la primera etapa del proceso de recuperación las partículas juegan un papel crucial pinzando el movimiento de las fronteras de alto ángulo. El problema viene derivado de la necesidad de emplear, para la generación del grano grosero, temperaturas tan altas como 0.9 veces la temperatura de fusión. Estas temperaturas implican cambios en los óxidos debidos al mecanismo de maduración de ostwald como son engrosamiento, aglomeraciones, etc, que influyen de manera negativa en la mejora de la resistencia a fluencia proporcionada por los óxidos.Muchas de las aplicaciones de estos materiales implican procesados que incluyen etapas de laminación en frío que modifican la microestructura y textura del material previa al tratamiento de recocido que implican necesariamente cambios en la microestructura final. Por este motivo, también se ha estudiado el efecto de distintos grados de deformaciones en frío, previas al tratamiento térmico de recuperación. Los resultados indican que conforme aumenta el grado de deformación, se genera una textura de partida más heterogénea en la que la fibra ¿ pierde alguno de sus componentes a favor de otros de la fibra ¿ (menor111mayor¿nd). Además, la microestructura de recuperación está constituida por granos más finos e isótropos debido a la variación en la textura de deformación y una distribución más homogénea de las fronteras de bajo ángulo, que afectan directamente sobre el mecanismo de recuperación inhibiendo el crecimiento anormal de grano.Por tanto, el objetivo de esta tesis es, por un lado, describir los mecanismos involucrados en los estadios intermedios del proceso de recuperación así como una caracterización en profundidad de la evolución de los dispersoides y su papel durante el proceso y, por otro lado, estudiar el efecto que pequeñas deformaciones en frío, previas al tratamiento térmico de recuperación, ejercen sobre estos mecanismos, con el fin de conseguir la morfología, tamaño y textura de grano adecuada para la aplicación deseada a través del control microestructural.
Datos académicos de la tesis doctoral «Caracterización del proceso de recuperación en aleaciones ods base fe«
- Título de la tesis: Caracterización del proceso de recuperación en aleaciones ods base fe
- Autor: Gemma Pimentel Fraga
- Universidad: Complutense de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 15/10/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Carlos Capdevila Montes
- Tribunal
- Presidente del tribunal: María concepcion Merino casals
- María teresa Pérez prado (vocal)
- Carlos García de andres (vocal)
- mercedes Hernandez mayoral (vocal)