Tesis doctoral de Casimir Casas Quesada
En la presente tesis se analizarán las microestructuras y las propiedades mecánicas de compactos fabricados a partir de un polvo de hierro con microestructura nanocristalina. Este polvo se obtiene a partir de un proceso de severa deformación plástica mediante molienda mecánica en un molino planetario de bolas. Las piezas másicas obtenidas a partir de este material por consolidación estática en tibio poseen una alta dureza pero presentan una gran fragilidad y una ductilidad nula. se aplican tratamientos térmicos a temperaturas entre 625ºc y 675ºc a tiempos de 30 minutos, por el método convencional, con el objetivo de mejorar la ductilidad mediante la formación de una distribución bimodal de grano. Este tipo de microestructura se genera por un proceso de crecimiento heterogéneo de grano, en el cual se forman granos de tamaño micrométrico rodeados de una matriz de grano ultrafino. Esta microestructura permite al material desarrollar una mayor ductilidad, manteniendo una alta resistencia. Las microestructuras se caracterizaran a mediante microscopía electrónica de barrido, microscopía electrónica de transmisión y ebsd. En cuanto a las propiedades mecánicas, estas se medirán mediante microindentaciones y ensayos de microtracción. además de la formación de estructuras bimodales, se pretende mejorar el proceso de unión metalúrgica entre las partículas de hierro y eliminar en la medida de lo posible los defectos de origen pulvimetalúrgico presentes en el material, con el objetivo de aumentar su resistencia además de la ductilidad. En el presente trabajo se estudiaran procedimientos alternativos para el tratamiento térmico de los compactos y se compararan con la vía convencional. los nuevos sistemas propuestos en esta tesis son en primer lugar el ultra-fast annealing, que consiste en tratamientos a temperatura mayor a la convencional, por encima de 680ºc, aplicando velocidades de calentamiento de 100ºc/segundo. Estas condiciones permiten realizar el tratamiento térmico en tiempos muy cortos, entre 20 y 35 segundos. En segundo lugar el hot isostatic pressing, donde se aplican alta temperatura y presión simultáneamente. por otro lado, se estudiará la influencia del contenido en oxígeno sobre las muestras consolidadas y tratadas convencionalmente. Durante el proceso de molienda mecánica, inevitablemente se produce una cierta contaminación por oxígeno del polvo de hierro. El oxígeno se introduce en el hierro durante la molienda mecánica y posterior consolidación, formando partículas de óxido. La ubicación, fracción en volumen y tamaño de estas partículas afectará la evolución microestructural del material durante los tratamientos térmicos, y afectará las propiedades mecánicas de las probetas durante los ensayos de microtracción.
Datos académicos de la tesis doctoral «Influencia de la distribución bimodal de grano, contenido en oxígeno y vías de consolidación sobre la resistencia y la ductilidad para hierro uf obtenido por molienda mecánica«
- Título de la tesis: Influencia de la distribución bimodal de grano, contenido en oxígeno y vías de consolidación sobre la resistencia y la ductilidad para hierro uf obtenido por molienda mecánica
- Autor: Casimir Casas Quesada
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 21/01/2015
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Josep Antoni Benito Páramo
- Tribunal
- Presidente del tribunal: José manuel Prado pozuelo
- Jaime Caro prados (vocal)
- antoni Roca vallmajor (vocal)
- María teresa Pérez prado (vocal)