ALEACIONES

Autor: CASTRO BERNAL VANESSA DE.
Año: 2003.
Universidad: CARLOS III DE MADRID [www.uc3m.es].
Centro de lectura: ESCUELA POLITECNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: El objetivo de la tesis ha sido mejorar el comportamiento mecánico de titanio mediante su refuerzo con partículas. Para ello se han obtenido materiales compuestos (composites) de titanio reforzados con TiC, (TiB+TiC) o Y2O3 fundiendo en un horno de arco. Se ha analizado su microestructura mediante técnicas de rayos X, microscopía de barrido (SEM) y microscopía de transmisión (TEM), y se ha investigado su comportamiento mecánico en tensión entre 298 y 973 K. Después de los ensayos, se analizó la microestructura de los composites deformados y se relacionó la microestructura observada con las características mecánicas obtenidas. Los resultados ponen de manifiesto el efecto endurecedor de las partículas nanométricas de Y2O3, al menos hasta 498 K. Las partículas de TiC y TiB se rompen fácilmente a 298 K, siendo mayor su efecto endurecedor a altas temperaturas. Estos resultados se han interpretado en base a los modelos de endurecimiento clásicos. En el caso de los composites de Y2O3/Ti se ha analizado la interacción de las dislocaciones con las partículas de Y2O3. Para estos composites también se han realizado medidas de microdureza Vickers y se ha establecido una correlación entre la microdureza y la resistencia mecánica.

Autor: ORTEGA VILLAFUERTE YANICET.
Año: 2004.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID [www.ucm.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS.

Resumen: En la tesis se realiza un estudio de los mecanismos de endurecimiento que tienen lugar en las aleaciones con base MgCa y FeAl, la formación de segundas fases y la retención de vacantes térmicas, respectivamente. En todos los casos se empleó la técnica de tiempo de vida del positrón y en algunos experimentos se incluyeron medidas de ensanchamiento Doppler de la línea de aniquilación de 511 keV. Para determinar el papel que juega el zinc en los altos niveles de dureza de la aleación temaria (MgCaZn), se han comparado los resultados de las medidas de microdureza y de la espectroscopia de aniquilación de positrones. Se ha propuesto que la causa de la alta velocidad de endurecimiento en los estadios iniciales del proceso de envejecimiento de la aleación MgCaZn, se debe a la formación de estructuras coherentes que constituyen sitios de nucleación de precipitados, lo cual es consecuencia de la presencia de los átomos de Zn. A través de procesos de deformación realizados a las aleaciones envejecidas de MgCa y MgCaZn, se ha comprobado la eficacia de las respectivas microestructuras como barreras a la propagación del flujo plástico. En cuanto a las aleaciones con base FeAl se ha estudiado el efecto de la adición del Cr y del Si en la retención de las vacantes térmicas creadas a 10000 C. El estudio se ha realizado empleando diferentes tratamientos térmicos de templado y recocido y se ha estudiado el comportamiento de las dislocaciones inducidas en los procesos de deformación en las aleaciones FeA1Cr.

Autor: GARCIA CALDERON REBECA.
Año: 2005.
Universidad: CANTABRIA [www.unican.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Las propiedades físicas de los materiales sufren modificaciones cuando se reducen los tamaños de los especímenes, especialmente cuando los tamaños involucrados entran dentro del rango de los nanómetros. Así, el estudio de los mecanismos que intervienen en estos comportamientos dependientes del tamaño ha producido el estallido de la nanociencia y de la nanotecnología. Dentro del campo del magnetismo esto ha llevado al interés en sistemas magnéticos heterogéneos. Para contribuir al estudio del comportamiento magnético de este tipo de materiales, se han sintetizado mediante el método de aleación mecánica aleaciones ternarias de Fe-Cu-Ag con distinta composición de las cuales se han seleccionado dos, Fe13Cu10Ag77 y Fe22Cu14Ag64 como las más adecuadas para el estudio de los fenómenos asociados a la relajación magnética de partículas nanométricas. A partir de una detallada caracterización estructural de estas aleaciones mediante la obtención de imágenes de SuperSTEM, el refinamiento Rietveld conjunto (multipattern) de los resultados de difracción de Rayos-X y de neutrones y el análisis de la difusión de neutrones a bajo ángulo (SANS), se ha concluido que estas aleaciones están formadas por partículas magnéticas de Fe (Cu) en solución sólida de 4 ~ 4.6 nm, dispersas en una matriz diamagnética de Ag. La única variación significativa entre las dos aleaciones es la concentración de estas partículas magnéticas, 18% en volumen para Fe13Cu10Ag77 y 29% para Fe22Cu14Ag64. Asimismo, se han detectado mediante SANS agrupaciones de partículas, que al estar muy próximas interacciionan fuertemente comportándose a bajas T o altos H como una sola de mayor tamaño. A partir de los resultados de Mdc (H,T) y Xac (T,h,v) y espectroscopia Mössbauer se deduce que existen interacciones entre las partículas de Fe(Cu) que condicionan la relajación magnética del sistema. Estas interacciones magnéticas son de tipo dipolar y aumentan de valor a medida que la concentración de partículas crece de la aleación Fe13Cu10AG77 a la Fe22Cu14Ag64. De este modo, el comportamiento magnético resultante es fundamentalmente el de partículas nanométricas monodominio aunque la presencia de fuertes interacciones dipolares hace que aparezcan efectos cooperativos similares a los que tienen lugar en sistemas tipo vidrio de espín, constituyendo un estado que podría denominarse superparamagnético correlacionado (CSPM). Los resultados obtenidos utilizando técnicas sofisticadas y no convencionales, espectrosopia de muones (uSR) y neutron spin echo (NSE), proporcionan una evidencia directa de la relajación magnética a escala temporal nanoscópica en ausencia de campo magnético aplicado. Estos resultados ratifican la existencia de un comportamiento CSPM y abren una nueva línea de estudio.

Autor: Azpilgain Balerdi Zigor.
Año: 2005.
Universidad: MONDRAGÓN UNIBERTSITATEA [www.mondragon.edu].
Centro de lectura: Mondragon Goi Eskola Politeknikoa.
Centro de realización: Mondragon Goi Eskola Politeknikoa- Mondragon Unibertsitatea.

Resumen: En esta tésis se ha desarrollado la tecnología de forjado de aleaciones de aluminio en estado semisólido para producir componentes masivos, preferentemente orientados al área de automoción. A lo largo del trabajo se ha evaluado la conformidad en estado semisólido de las aleaciones de fundición A356 y A357, las aleaciones fundición de segunda fusión del tipo 380, y aleaciones de forja de la serie 7000. Una parte importante de la investigación se ha centrado en el análisis de las propiedades termodinámicas de las aleaciones mencionadas, con objeto de predecir, desde un punto de vista teórico, la conformabilidad en estado semisólido de las mismas. En base a este análisis se han planteado modificaciones a introducir en la composición de las aleaciones con objeto de mejorar su conformabilidad. La otra parte del trabajo ha consistido en el conformado de varias aleaciones de aluminio mediante la tecnología de forjado en estado semisólido, para lo cual ha sido necesario poner a punto, y en algunos casos diseñar y fabricar, todo el equipamiento necesario. Todas las pieza fabricadas a lo largo del trabajo se han analizado desde la perspectiva de la posible aplicación de la tecnología para la fabricación de piezas el sector de automoción.

Autor: GOICOECHEA MIDDELMANN JÒRGEN.
Año: 2005.
Universidad: BARCELONA [www.ub.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAT DE FÍSICA, UNIVERSITAT DE BARCELONA.

Resumen: Estudio del fenómeno de histéresis y la secuencia de estados meta estables en transiciones de fase de primer orden. Para llevar a cabo dichos estudios se han escogido unos modelos teóricos como representantes ideales de los sistemas reales que presentan características similares. Introducción al tema de histéresis y metaestabilidad en transiciones de fase de primer orden. Estudios, resultados y conclusiones de: Partición secuencial en transiciones de fase de primer orden Modelo de preisach como modelo de espín Secuencia de estados fundamentales en el RFIM AT = 0 con campo externo Balance de energía en el RFIM con una dinámica sin fluctuaciones Un modelo de 3 estados de espín: el RFBEG Universalidad Histéresis y propiedades de memoria en un autómata celular determinista.

Autor: IBARRA GALIÁN ALFONSO.
Año: 2005.
Universidad: PAÍS VASCO [www.ehu.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA UPV/EHU.

Resumen: La presente tesis doctoral se encuadra en el marco de las aleaciones con memoria de forma. Las cuales presentan una transición de fase reversible que les confiere unas propiedades termo-mecánicas de enorme utilidad en campos como la medicina o la industria aero-espacial. Dentro de éstas, las aleaciones de Cu-Al-Ni presentan enormes ventajas frente al resto, tales como su bajo coste o la capacidad de trabajar a temperaturas próximas a 200ºC. Al mismo tiempo, las muestras policristalinas de esta familia de aleaciones son extremadamente frágiles, lo que reduce ostensiblemente su campo de aplicación. Por todo ello, el trabajo realizado durante estos cuatro años, y que se plasma ahora en esta memoria, tiene dos objetivos fundamentales: Por un lado conocer la microestructura de las aleaciones monocristalinas y su evolución en función de la temperatura, así como los mecanismos micrsocópicos que controlan a la transformación, para poder comprender tanto como esta micro-estructura puede influir sobre la transformación martensítica, como que la propia transformación puede hacer variar la microestructura. Para la consecución de este objetivo se han realizado ensayos mecánicos en función de la temperatura, de la deformación máxima alcanza o de número de ciclos y del sentido de la tensión aplicada. Además se han realizado medidas mediante DSC, Microscopía óptica, de barrido y ensayos de tracción "in-situ" en el MET. Por otro lado se pretende disminuir la alta fragilidad de las muestras policristalinas. Se han caracterizado las muestras elaboradas mediante una nueva técnica basada en pulvimetalurgia desarrollada en el seno de nuestro grupo de investigación.

Autor: CONCUSTELL FARGAS AMADEU.
Año: 2006.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA [www.uab.es].
Centro de lectura: UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de realización: FISICA DE MATERIALES 2.

Resumen: A partir de los años sesenta, los vidrios metálicos han sido objeto de un gran numero de investigaciones, des de entonces se han realizado avances muy significativos en la comprensión de su estructura y algunas de sus propiedades. Como su nombre indica, los vidrios metálicos son aleaciones metálicas que no presentan ordenamiento atómico a largo alcance. Esta falta de orden les confiere propiedades y comportamientos diferentes respeto a las aleaciones y materiales cristalinos. Por ejemplo, sus propiedades mecánicas difieren significativamente de los materiales cristalinos, ya que muestran un elevado límite elástico, una elevad deformación en régimen elástico, deformación plástica heterogénea y homogénea y también la aparición de material fundido en las superficies de fractura. La combinación de un elevado límite elástico junto con la posibilidad de obtener vidrios metálicos macizos ha abierto un renovado interés en la utilización de estos como materiales estructurales. Aún así, los vidrios metálicos muestran una clara localización de la deformación plástica en bandas de corte al ser deformados a temperatura ambiente. Además, en vez de experimentar endurecimiento por deformación, los vidrios metálicos se ablandecen a causa de la formación de las citadas bandas de corte que impiden la elongación estable del material cuando es deformado en tensión. Así pues, la mejora de la ductilidad de este tipo de materiales se ha convertido en el objetivo de muchos estudios. En esta tesis doctoral se han estudiado los fundamentos de la deformación de varias familias de vidrios metálicos y materiales nanocompuestos a partir de ensayos de compresión y de nanoindentación. Los mecanismos de deformación elástica, inelástica y plástica de los vidrios metálicos influyen la respuesta obtenida en los experimentos de nanoindentación de manera fundamental. Las observaciones y la discusión realizadas en este trabajo ayudan a diferenciar los tres mecanismos de deformación en las gráficas obtenidas en las experiencias de nanoindentación realizadas. También se han estudiado los mecanismos de deformación de diferentes materiales nanocompuestos: - A partir de vidrios metálicos basados en Cu se ha conseguido formar una aleación con matriz amorfa y una dispersión homogénea de cristales de tamaño nanométrico. Así pues, la cristalización, la estabilidad térmica y las propiedades mecánicas de los vidrios basados en el sistema Cu-Zr-Ti han sido estudiadas. A partir de los conocimientos obtenidos se ha procedido a la obtención de un material nanocompuesto provocando la cristalización primaria de los vidrios metálicos mencionados anteriormente. Se ha observado que la matriz amorfa domina las propiedades mecánicas de la aleación, pero la precipitación de una fase intermetálica endurece el material. - Se han obtenido cintas en el sistema Ni-Nb-Y formadas por dos fases amorfas, debido a la immiscibilidad que presenta el sistema Nb-Y tanto en el estado sólido como en el líquido. Se ha observado que la deformación plástica de esta aleación es claramente diferente a la de un vidrio metálico monolítico. Así pues, su plasticidad y dureza solo se pueden explicar debido a la interacción de las bandas de corte formadas en la matriz y la segunda fase precipitada en forma globular. - Se ha llevado a cabo el estudio de la evolución microestructural y los mecanismos de endurecimiento después de deformar plásticamente por torsión una aleación basada en Ti formada por una matriz eutéctica nanométrica combinada con dendritas de tamaño micrométrico. Antes de la deformación plástica, las dendritas son más duras que la matriz eutéctica ya que sufren un endurecimiento por solución sólida. Después de la deformación, tanto la matriz como las dendritas se endurecen, pero a ritmos diferentes hasta llegar a la misma dureza en ambas fases. Los mecanismos de estos endurecimientos son diferentes 8 en cada 827 fase debido a su diferente naturaleza. Los mecanismos de deformación y las aplicaciones de los vidrios metálicos i materiales nanocompuestos son todavía un campo de investigación. Las investigaciones realizadas durante esta tesis doctoral han permitido comprender mejor algunas de las rutas propuestas para mejorar las propiedades mecánicas de los vidrios metálicos, como desarrollar materiales nanocompuestos o por separación de fases. Además, la utilización de técnicas complementarias, como la microscopía electrónica de rastreo o de transmisión, han aportado información muy valiosa para investigar los mecanismos microscópicos que gobiernan la deformación plástica en los vidrios metálicos y materiales nanocompuestos. Así también, es necesario destacar la utilización de la nanoindentación para estudiar los mecanismos responsables de la deformación en los vidrios metálicos, así como diferenciar el endurecimiento de las diferentes fases que forman un compuesto. Los resultados presentados ayudarán en la interpretación de fenómenos como el efecto de tamaño de la indentación, procesos de relajación durante la deformación, deformación cíclica y deformación durante la indentación de vidrios metálicos y materiales nanocompuestos. Finalmente, se debe precisar que es necesario seguir la investigación en estos materiales con el fin de optimizar sus propiedades y así poder ser utilizados en aplicaciones tecnológicas.