“TIFANI”- Mejora de propiedades a través de tratamientos térmicos sobre aleaciones de titanio fabricadas mediante haz de electrones

ABSTRACT

Con la aparición de la fabricación aditiva, aparecen en el mercado nuevos materiales de igual composición que los fabricados mediante técnicas convencionales pero con microestructura y propiedades mecánicas totalmente diferentes y singulares. Los tratamientos térmicos aplicados sobre aleaciones de titanio convencional han permitido aumentar la resistencia mecánica y una mayor elasticidad, por lo que se requiere realizar estudios similares para evaluar las variaciones en las propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio obtenidas por fabricación aditiva y sometidas a tratamientos térmicos. Es en este contexto donde surge el presente proyecto, el cual consistirá en Mejorar las propiedades mecánicas de aleaciones de titanio (Ti6Al4V) obtenidas mediante la técnica de fabricación aditiva de haz de electrones. La principal característica de las aleaciones de titanio obtenidas por fabricación aditiva es su anisotropía en cuanto a propiedades mecánicas, o lo que es lo mismo, poseen distintas propiedades mecánicas si son analizadas en la dirección longitudinal o transversal de fabricación.

Evolución del tamaño de grano tras los tratamientos térmicos
Evolución del tamaño de grano tras los tratamientos térmicos

OBJETIVOS

El objetivo principal del proyecto es la optimización de propiedades mecánicas de aleaciones base titanio fabricadas mediante la técnica de fabricación aditiva por haz de electrones a través de tratamientos térmicos. Se comparará el efecto que tendrán en las piezas fabricadas en estas aleaciones los tratamientos térmicos y qué variables a nivel microestructural son las que más influencia tienen, para lograr alcanzar materiales con propiedades mecánicas similares en todas las direcciones de fabricación, disminuyendo así la característica principal que tienen estos materiales como es la anisotropía en cuanto a propiedades mecánicas.

Específicamente, el proyecto permitirá:

  • Generar conocimiento sobre las características mecánicas finales después de la fabricación de los materiales mediante haz de electrones.
  • Optimizar los procesos posteriores a la propia fabricación aditiva para evaluar las diversas posibilidades que nos dan los tratamientos térmicos.
  • Obtener materiales con mayor homogeneidad, ya que la fabricación aditiva es un proceso que genera propiedades distintas según la orientación de fabricación.
  • Encontrar cual de las características metalográficas son las que más afectan a las propiedades mecánicas finales de las aleaciones fabricadas por haz de electrones.

RESULTADOS ESPERADOS

Actualmente las aleaciones de titanio realizadas mediante fabricación aditiva poseen distintas propiedades mecánicas si son analizadas en la dirección transversal como longitudinal como en la dirección del espesor. Estas variaciones de propiedades pueden distanciarse entre un 15% y un 20% dependiendo de la propiedad mecánicas que se quiera evaluar. Se espera reducir este efecto en un 5-10% a través de tratamiento térmicos. Por otra parte, a través de los estudios metalográficos y ensayos mecánicos elaborados durante el proyecto, se pretende localizar aquellos microsconstituyentes que tengan mayor influencia en las propiedades mecánicas, debido a que la fabricación aditiva tiene la casuística de formar granos cristalográficos alargados en la dirección de movimiento de bandeja de fabricación, el eje Z.

 

Financiado por: IVACE. Instituto Valenciano de la Competitividad Empresarial UE. Fondos FEDER (Una manera de hacer Europa).

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