INFORME CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO[1]
PERIODO: 2001-2002
Legajo Nº:
1.
APELLIDO: PALACIO
NOMBRES: HUGO ANIBAL
2.
TEMA
DE INVESTIGACION
SOLIDIFICACION CONTROLADA
Y PROCESOS
3.
DATOS
RELATIVOS A INGRESO Y PROMOCIONES EN LA CARRERA
INGRESO: Categoría: Adjunto con
Director
Mes: Agosto Año: 1988
ACTUAL: Categoría: Independiente desde el mes: Junio Año: 1998
4.
INSTITUCION
DONDE DESARROLLA LA TAREA
Nombre: Instituto
de Física de Materiales Tandil (IFIMAT)
Dependencia: Fac.Cs.Exactas-Universidad Nacional
del Centro
Dirección: Calle: Pinto Nº.
399
Ciudad: Tandil Pcia: Buenos Aires Tel: 02293-442821
Dirección
electrónica: hpalacio@exa.unicen.edu.ar
Cargo que ocupa: Profesor Titular Ordinario
Dedicación Exclusiva.
5.
DIRECTOR
DE TRABAJOS. (En el caso que corresponda)
Apellido y Nombres:
Dirección. Calle
Ciudad: Pcia:
Tel:
Dirección electrónica:
....................................................... ..................................................
Firma del Director (si corresponde)
Firma del Investigador
Fecha:
30 de Mayo de 2003
6.
EXPOSICION
SINTETICA DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL PERIODO.
6.1) FLUIDEZ EN MATERIALES
COMPUESTOS DE MATRIZ METALICA Y EN EUTECTICOS METALICOS DE DISTINTAS
MORFOLOGIAS
Sobre la base de los resultados de fluidez obtenidos para compuestos del sistema AlCuSi en los campos de fase primaria Al, Si y Al2Cu según el diagrama de equilibrio, en el presente período se realizaron experiencias complementarias en composiciones donde se observaron importantes diferencias de comportamiento en relación a los largos de fluidez. Las mismas fueron: 1) Al-10%Cu-1%Si-0.12Al2O3 ; Al-10%Cu-2%Si-0.12Al2O3; Al-10%Cu-4%Si-0.12Al2O3 ; Al-15%Cu-4%Si-0.12Al2O3 y Al-21%Cu-5%Si-0.12Al2O3. Las preformas de fibras cortas de alúmina utilizadas se fabricaron con una fracción de volumen Vf = 12% y una geometría cilíndrica de 20mm de diámetro y 110mm de largo siguiendo la metodología descripta anteriormente en otros Informes presentados. Todas las experiencias de infiltración se realizaron bajo las siguientes condiciones experimentales: Presión aplicada, Pa = 0.8 MPa; Tfibra = 473°C y sobrecalentamiento del metal igual a 50° C. Los compuestos obtenidos se seccionan longitudinalmente y sobre estas secciones se mide el largo del metal infiltrado en la preforma (Li). Cada dato representa el promedio de al menos cinco experiencias realizadas bajo las mismas condiciones experimentales. Es de destacar que el rango de dispersión fue menor al 5%. El trabajo realizado incluye la caracterización microestructural de las muestras de los compuestos obtenidos. La misma implica corte, desbaste, pulido y ataque químico con reactivo compuesto por NO3 Fe al 30% y a 70° C . La caracterización de las fases presentes en la microestructura se realizó mediante microscopía óptica y el estudio de la distribución de las fases presentes mediante análisis de imágenes (Software Optimas Bioscan).
La
investigación sobre fluidez de eutécticos se llevó a cabo con las siguientes
aleaciones eutécticas: Al-1%Co; Al-6%Ni; Al-33%Cu; Al-70%Ag y Al-32%Ag-20%Cu.
Además se comenzó a evaluar el sistema ternario Al-Ag-Cu con la aleación:
Al-10%Ag-10%Cu. Las experiencias se realizan con un equipo de fluidez lineal de
llenado por aplicación de vacío que garantiza una presión de colada fija y en
todos los casos igual a 2 y 5mmHg y con un sobrecalentamiento del metal líquido
de 20°C. Las muestras obtenidas se preparan para análisis
metalográfico mediante un desbaste, pulido mecánico hasta pasta de diamante de
1/4 µm y se atacan químicamente. El análisis metalográfico indica que los
sistemas Al-Cu y Al-Ni presentan una morfología de eutécticos regulares, del
tipo no-facetado/no-facetado, mientras que los sistemas Al-Co y Al-Ni presentan
una morfología del tipo facetada/no-facetada correspondiente a eutécticos
irregulares. Pudo observarse que los eutécticos regulares presentan una fluidez
más alta que los eutécticos irregulares.
Este trabajo a dado lugar a :
-presentaciones en reuniones científicas nacionales
SAM (13.3) y AFA (13.4); así como publicaciones nacionales (7.1.2 y 7.2.1) e
internacional (7.3.1).
-un trabajo en etapa de desarrollo final de Tesis
de Licenciatura en Física (Becaria: 11.1).
6.2) SOLIDIFICACION
UNIDIRECCIONAL DE ALEACIONES BINARIAS
En este período se han estudiado
muestras crecidas unidireccionalmente por el Método de Bridgman, permitiendo el
control del perfil térmico en la muestra y la velocidad de avance de la
Interfaz Sólido-Líquido (S-L). Estas variables externas afectan la distribución
de soluto en la muestra. Esta distribución o microsegregación actúa localmente
sobre la interfaz, pudiendo modificar la morfología de la zona, según ésta sea
estable o no. Las transiciones de la microestructura han sido observadas y
asociadas a los valores de la relación (GL/V), aunque no existe una
descripción precisa del rol de las inestabilidades en dicho proceso. Con el
propósito de obtener evidencia necesaria para este punto, se desarrollaron
crecimientos unidireccionales con el sistema Al-Cu diluído en diferentes
concentraciones: Al-0.1%, 0.2% y 0.5%Cu en peso bajo condiciones estrictamente
controladas de la velocidad y del gradiente térmico. Los crecimientos son
congelados para hacer posible la observación de la interfaz. Sin embargo, en
algunas experiencias no se congeló la muestra para comparar la microestructura
resultante en ambos casos. Las observaciones longitudinales se obtienen después
de un corte realizado mediante un disco de diamante, pulido mecánico y
electrolítico y ataque químico. Luego la muestra es seccionada transversalmente
utilizando las mismas técnicas metalográficas.
Del análisis de las microestructuras
encontradas en los distintos estadios, se pueden desprender diferentes
conclusiones: La evolución de la microestructura desde bandas a celdas
irregulares se da mediante un mecanismo caracterizado por nodos eutécticos
unidos a través de paredes celulares segregadas con ondulaciones laterales.
Estas ondulaciones han sido halladas tanto en las secciones transversales como
en las longitudinales. Para descartar que este efecto sea resultado de la
solidificación final del líquido intercelular durante el templado, se
realizaron crecimientos sin el proceso de templado de estructura (permitiendo
que el cristal continúe su crecimiento hasta finalizar), obteniendo similares
estructuras. Esto dejaba en claro que las ondulaciones laterales son efecto de
la solidificación y no resultado del templado. Estas ondulaciones a menudo
permiten la precipitación de nodos eutécticos que de este modo favorecen el
cambio en la microestructura, pasando de bandas a celdas y de celdas a celdas
irregulares. El estudio de las inestabilidades presentes durante el crecimiento
permitió relacionar la longitud de onda de mayor velocidad de propagación con
el espaciado del frente, mientras que las ondulaciones laterales parecen estar
relacionadas con las longitudes de onda marginales.
También se comenzó el estudió de la
solidificación unidireccional en el sistema Zn-Cd en la zona de transición
plana-nodos-celular, con el propósito de estudiar el comportamiento de la
interfaz dependiendo de la dirección de crecimiento. Este sistema tiene la
particularidad que el máximo de solubilidad en la zona rica en Zn no se
encuentra en la intersección de la línea eutéctica con la de solvus, sino que
se encuentra por encima de dicha línea eutéctica. Esto hace que el coeficiente
k0 no sea constante, y por lo tanto, durante la solidificación del
frente plano o celular, el perfil de segregación en el líquido adyacente y por
lo tanto el patrón de microsegregación en la muestra pueda depender fuertemente
de las condiciones locales en el frente. Además de esto, el hecho que k0
no tenga una relación lineal, se refleja en que la relación entre la
composición en el sólido y en el líquido a temperaturas por encima de la
eutéctica, sea una función de la temperatura. Se sabe que este sistema no tiene
estos problemas a composiciones mayores al 2% en peso ni aparecen estos efectos
en los crecimientos dendríticos. Si bien no se abandonará el sistema, se
comenzarán estudios en el sistema Zn-Sn, también hexagonal.
Este trabajo a dado lugar a:
-presentaciones en las reuniones
nacional de la AFA (13.4), asi como publicaciones nacional (7.2.2) e
internacional (7.3.3).
6.3)
MODIFICACION DE ESTRUCTURAS AS-CAST EN SUPERALEACIONES BASE NIQUEL
De acuerdo a lo mencionado en los
informes anteriores a través de diferentes tratamientos térmicos realizados a
la aleación CMSX-2, se obtuvieron tres tamaños de partículas g'. Para
cada cada tamaño de partícula se formó un grupo de 42 probetas, que fue subdivido
a su vez en 6 subgrupos. Cada subgrupo (7 probetas) fue sometido a
envejecimiento a temperatura constante durante 1000 horas. La temperatura de
envejecimiento para cada subgrupo fue de 800, 850, 900, 950, 1000 y 1050ªC. Las
probetas fueron retiradas del horno de tratamientos térmicos cada 200 horas. La
misma metodología fue empleada para los otros dos tamaños de partícula. En
total se utilizaron 126 probetas. Posteriormente una vez terminados los
tratamientos térmicos las probetas fueron pulidas con paños de carburo de
silicio hasta granulometría 600 y luego con pasta de diamante. Para revelar la
estructura de las probetas se utilizó un ataque electrolítico que consistía en
una solución de 10% de ácido perclórico en ácido ascético a una tensión de 50
Volt. Este tipo de ataque se utilizó en toda la secuencia del envejecimiento
sin obtener buenos resultados, revelando parcialmente la estructura sin obtener
una buena definición y, de acuerdo a la experiencia desarrollada, los
resultados del ataque eran muy aleatorios ya que dependía de la temperatura y
del tiempo de envejecimiento. Se probó con otro tipo de ataque electrolítico
que consistía en 12 ml de ácido perclórico, 47 ml de ácido sulfúrico y 41 ml de
ácido nítrico a una tensión de 6 Volt. La probeta era sumergida durante un
tiempo de 15 segundos. Los resultados fueron satisfactorios y permitió atacar a
casi todas las probetas. Una vez atacadas las probetas fueron observadas en el
microscopio de barrido electrónico del CRIBABB (Centro Regional de Investigación
Básica y Aplicada Bahía Blanca).Las probetas fueron procesadas con un
analizador de imágenes a los efectos de determinar el tamaño de partícula en
cada etapa del envejecimiento y luego determinar la velocidad de crecimiento.
Posteriormente se tomarán medidas de microdureza en función del tiempo de
envejecimiento y se determinará la energía de activación para cada temperatura
de envejecimiento.
La evaluación de los resultados
obtenidos demostró:
a) a mayor temperatura de precipitación mayor es el tamaño
de la partícula inicial obtenida,
b) cuanto mayor es la temperatura del tratamiento de
envejecimiento (temperatura constante durante 1000 horas) mayor es la velocidad
de crecimiento volumétrico de las partículas. Este comportamiento se repite para
cada tamaño de partícula.
Se calculó la energía de activación
para cada uno de los tamaños de partícula. Los resultados mostraron que la
energía de activación disminuye en forma inversamente proporcional a la
temperatura de precipitación, o lo que es lo mismo al aumento del tamaño
inicial de partícula.
Este trabajo ha dado lugar a:
-presentaciones a reuniones
nacional de AFA(13.6), internacional de TMS (13.1); así como publicaciones
nacional (7.2.3) e internacional (7.3.2).
-presentacion de una Tesis de Doctorado (12.1)en
Cs. de los Materiales en el INTEMA-UNMDP
-importante citación nro.144 en: Review
Progress in Ostwald ripening theories and their applications to the gamma prime
precipitates in Nickel-base superalloys. A.Baldan. Journal of Materials Science
37 (2002) 2404.
7.
TRABAJOS
DE INVESTIGACION REALIZADOS O PUBLICADOS EN ESTE PERIODO.
Nota: en todos los trabajos
desempeño el grado de Director de los coautores y como tal el tipo de
participación es activa y primaria, especialmente en el Desarrollo Tecnológico
he puesto considerable esfuerzo en las tareas que se realizan en el Laboratorio
así como las experiencias in situ en la fábrica.
7.1. PUBLICACIONES.
7.1.1. “Desarrollo Tecnológico a escala
piloto de Prótesis Femorales en aleaciones metálicas Biocompatibles”:
A.Ges, O.Garbellini, O.Fornaro y H.Palacio. ANALES SAM – CONAMET.
Septiembre 2001. 1189-1196.
DESARROLLO TECNOLOGICO A
ESCALA PILOTO DE PROTESIS FEMORALES EN ALEACIONES METALICAS BIOCOMPATIBLES
A.Ges1,2,
O.Garbellini1,2, O.Fornaro1,3 y H.Palacio1,2.
1:
IFIMAT-FCE-UNICEN, 2: CICPBA, 3: CONICET
El objetivo de este trabajo se centra en la investigación y desarrollo, mediante técnicas de fundición y colada en moldes de revestimiento cerámico, de piezas de controlada calidad macro y microestructural en aleaciones metálicas biocompatibles F-745 y CoCrMo F-75.
Se diseñaron y construyeron matrices y racimos de cera para la obtención de moldes cerámicos de acuerdo a la técnica de investment casting de prótesis de cadera del tipo Charnley. Se estudió la influencia de las variables de fundición y solidificación sobre las propiedades de prótesis as-cast y tratadas témicamente; observándose las variables dimensionales, el tipo y tamaño de grano, el espaciado dendrítico, microrechupes y propiedades mecánicas. Este trabajo se realizó dentro del Convenio IFIMAT-Talleres TANDIL S.A. para el desarrollo tecnológico de prótesis femorales, a escala piloto, fabricadas con aleaciones biocompatibles de utilización en implantes quirúrgicos ortopédicos.
Palabras claves
Solidificación – Investment casting - Aleaciones biocompatibles – Prótesis femorales.
7.1.2. “Compresibilidad de
Preformas de fibras de alúmina en la Infiltración a presión con aleaciones de
aluminio”: O.Garbellini, C.Morando y H.Palacio: Anales SAM – CONAMET.
Septiembre 2001.
COMPRESIBILIDAD DE PREFORMAS DE FIBRAS DE ALUMINA EN
LA INFILTRACION A PRESION CON ALEACIONES DE ALUMINIO
C. Morando A, O. Garbellini B,
H. Palacio B y H.BiloniC
A Becaria
SeCyT UNICEN, Pinto 399, (7000) Tandil, Pcia. Bs.As.
B IFIMAT UNICEN. CICPBA.
C
CICPBA
Se investigó el mecanismo de
infiltración de aleaciones AlCu y AlSi en presencia de solidificación parcial
de la matriz metálica, utilizando preformas porosas de fibras de alúmina que,
en algunos casos, se deformaron durante el proceso de infiltración a presión.
Para analizar la correlación entre los parámetros del proceso tales como:
presión aplicada (Pa), temperatura y fracción de volumen de las
fibras (Tf y Vf), temperatura de la matriz metálica líquida
(Tm) y la deformación de la preforma, se determinaron perfiles de
microdureza Vickers en la dirección de infiltración de las muestras de
compuestos obtenidos y se calculó la distribución de la fracción de volumen de
las fibras. El análisis de los resultados muestra la existencia de un valor
crítico de presión aplicada a partir del cual se produce deformación permanente
de la preforma. Esta deformación conduce a variaciones locales en la fracción
de volumen de fibras dentro del mismo compuesto, influenciando la cinética del
flujo en el proceso y por lo tanto la microestructura final del compuesto
obtenido.
Palabras Claves
Materiales compuestos de
Aluminio; Preformas de fibras; Infiltración; Solidificación.
7.2.
TRABAJOS
EN PRENSA Y/O ACEPTADOS PARA SU PUBLICACIÓN.
7.2.1. “Efecto de la adicion
de Si sobre la microestructura y la fluidez en compuestos de matriz metalica
AlCu” . O.Garbellini,
C.Morando y H.Palacio. ANALES AFA Vol.14, 2002. Ref.:87.133.
EFECTO DE LA ADICION DE Si SOBRE LA MICROESTRUCTURA Y
LA FLUIDEZ EN COMPUESTOS DE MATRIZ METALICA AlCu.
O.Garbellini1-2
, C.Morando1-3 , H.Palacio1-2
1 IFIMAT,Dep. de Física,
Facultad de Ciencias Exactas, UNICEN
2
CICPBA
3 Becario
SeCyT UNCPBA
Se estudió el efecto de la
adición de Si sobre la microestructura y la fluidez en compuestos de matriz
metálica AlCu obtenidos por infiltración a presión de preformas de fibras
cortas de alúmina. La distancia que el metal líquido infiltra en la preforma
hasta que solidifica (largo infiltrado: Li) se toma como medida de
su fluidez. Los valores mas largos del Li obtenidos corresponden a
las composiciones eutécticas. Los resultados muestran que la adición de Si a
aleaciones matrices pertenecientes al campo del Al primario, produce primero un
incremento del Li hasta un máximo y luego decrece con el aumento del
%Si . Cuando la composición de la matriz entra en el campo del Si primario se
observa un incremento abrupto del Li que es interpretado desde el punto de vista de la entalpía
considerando HSi > HAl . Estos resultados son
consistentes con el cambio observado en la microestructura de los compuestos,
lo que sugiere que la interacción entre el calor latente de fusión de la fase
primaria, la cantidad y composición de las fases interdendrítcas de acuerdo al
diagrama de equilibrio así como los valores de fluidez de las mismas determinan
el Li de cada compuesto.
7.2.2. “Estructuras Secundarias de Segregación en
Aleaciones Al-Cu Diluidas Solidificadas Unidireccionalmente”. O. Fornaro,
H. Palacio y H. Biloni. ANALES AFA Vol.
14.(2002).
ESTRUCTURAS SECUNDARIAS DE SEGREGACIÓN EN ALEACIONES Al-Cu DILUIDAS
SOLIDIFICADAS UNIDIRECCIONALMENTE
Osvaldo Fornaro1
y Hugo A. Palacio2
IFIMAT: Instituto de
Física de Materiales Tandil
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos
Aires
Pinto 399 (B7000GHG) Tandil, Argentina
Se desarrollaron crecimientos
unidireccionales de la aleación diluida Al-0.2 % Cu en peso bajo condiciones de
solidificación controladas. El análisis metalográfico de las estructuras
secundarias de segregación, sobre las paredes celulares y por detrás de la
interfaz sólido-líquido (S-L), entrega información acerca del efecto del las
condiciones locales de solidificación que determina la microsegregación. Para explicar la evolución de la
subestructura de segregación en función del parámetro 
, se propone un mecanismo basado en la teoría de estabilidad
morfológica.
Directional growth of dilute Al-0.2wt.%Cu alloys, was
performed under controlled solidification conditions. The metallographic analysis of the secoundary segregation
patterns, located on the cellular walls and behind the solid-liquid (S-L)
interface, gives information about the effect of the local solidification
conditions that determines the microsegregation. In order to explain the evolution of the solidification
substructure as a function of the parameter 
, as well as the small segregated instabilities detected at
the cellular walls, a mechanism based on the morphological stability theory is
proposed.
PACS: 81.30.Fb, 45.70.Qj
1 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
2 Comisión de Investigaciones
Científicas de la Provincia de Buenos Aires
7.2.3. “Influencia de los tratamientos térmicos sobre la evolución de las
partículas gama prima en una superaleación CMSX2”. A. Ges, O. Fornaro y H.
Palacio. ANALES AFA Vol 14 (2002).
INFLUENCIA DE LOS TRATAMIENTOS
TÉRMICOS SOBRE LA EVOLUCIÓN DE LAS PARTICULAS 
´ EN UNA SUPERALEACION CMSX-2
A. M. Ges(1), O. Fornaro(2)
and H. A. Palacio(1)
Instituto de Física de Materiales Tandil – Universidad
Nacional del Centro
Pinto 399 (B7000GHG) Tandil Argentina
(1)CICPBA (2)CONICET
Las
superaleaciones base níquel son usadas en aplicaciones que requieren gran
resistencia a altas temperaturas. Muchas de estas aleaciones son endurecidas
por precipitación de una fase coherente 
precipitada en una
matriz FCC. Las propiedades y resistencia a los cambios microestructurales
dependen de factores como: tamaño de partícula, velocidad de crecimiento,
distribución y fracción de volumen, factores que pueden ser controlados por
medio de diferentes tratamientos térmicos. El presente trabajo describe el
efecto de los tratamientos térmicos para producir distintos tamaños y distribución
de partículas 
precipitadas en una
superaleación CMSX-2 y posteriormente estudiar a través de diferentes
tratamientos térmicos de envejecimiento a temperatura constante. la evolución, crecimiento
y energía de activación de las partículas precipitadas
Nickel
base-superalloys are used in applications requiring strength at high
temperatures. Most of these alloys are precipitation hardened by a 
phase coherently
precipitated in a fcc matrix. The properties and resistance to microestructural
changes at high temperatures depend on factors as particle size, coarsening
rate, distribution and volume fraction, factors that can be controlled through
different heat treatments. The present work describes the effect of heat
treatments to produce different 
precipitate sizes and
distribution in a CMSX-2 superalloy. Using subsequent aging treatment at
constant temperature we study the evolution and growth of precipitate particles
and determine the activation energy for coarsening.
7.3.
TRABAJOS
ENVIADOS Y AUN NO ACEPTADOS PARA SU PUBLICACION
7.3.1 “Effect of Si variation on
infiltration lenght AlCuSi-0.12Al2O3 composites, Comparison with maximum fluidity
length in AlCuSi alloys”. O.Garbellini, C.Morando, H.Palacio and H. Biloni. International Journal of Cast Metals, a consideración
(Octubre de 2002). Ref.: 479. (www.castingtechnology.com)
A
comparison of the infiltration length of AlCuSi-0.12Al2O3
composites and the maximum fluidity length the unreinforced matrix alloys
O.B.
Garbellini1*, C.Morando2, H.A. Palacio1 and H.
Biloni1
Instituto
de Física de Materiales Tandil – Universidad Nacional del Centro. Pinto 399
(B7000GHG) Tandil, Argentina.(1)CICPBA. (2) SeC yT-UNICEN
SAFFIL alumina fiber preforms are infiltrated with AlCuSi alloys, with
Cu content in the range between 5 wt % and 21 wt %, in order to understand the
effect of Si variation on the microstructure and fluidity along the length of
preforms. The fluidity is measured in terms of a classic foundry practice
(i.e., the length the liquid metal flows in a channel packed with an alumina
chopped fiber preform while solidifying). The results for the fluidity vs.
composition, combined with the microstructural observations, are explained
using information from the phase fields indicated by the equilibrium diagram
and are compared with fluidity tests of the AlCuSi unreinforced alloys.
Although different, both materials, composites and unreinforced alloys, show
similar trends, suggesting that the infiltrated length in the preform can be
related to the fluidity values of eutectics that complete solidification and
the latent heat of the proeutectic phases, which contributes to mantain the
fluid life of the alloy.
Keywords: Fluidity; Aluminium composite materials; infiltration
pressure.
7.3.2. “Coarsening
Behavior of a CMSX-2 Superalloy in Different Heat Treatment Conditions” :
A. Ges, O. Fornaro and H. Palacio. Journal of Materials Science, a
consideración (Setiembre de 2002).
Ref.: JMSC10001-02.(www.wkap.nl).
COARSENING BEHAVIOUR OF A CMSX-2 SUPERALLOY IN DIFFERENT HEAT TREATMENT
CONDITIONS
M.
Ges(1), O. Fornaro(2) and H. A. Palacio(1)
Instituto
de Física de Materiales Tandil
Universidad
Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires
Pinto 399 (B7000GHG) Tandil Argentina
(1)CICPBA (2)CONICET
Nickel
base-superalloys are used in applications requiring strength at high
temperatures. Most of these alloys are precipitation hardened by a 
phase coherently
precipitated in a fcc matrix. The properties and resistance to microestructural
changes at high temperatures depend on factors as particle size, coarsening
rate, distribution and volume fraction, factors that can be controlled through
different heat treatments.
The present
work describes the effect of heat treatments to produce different 
precipitate sizes and
distribution in a CMSX-2 superalloy. Using subsequent aging treatment at
constant temperature we study de evolution and growth of precipitate particles
and determine the activation energy for coarsening.
Key words : Nickel alloys, High Temperature, Particle Growth,
Kinetics
7.3.3. “Segregation Substructures in Dilute Al-Cu Alloys Directionally
Solidified” .O. Fornaro, H. Palacio and H. Biloni. Materials Characterization,
a consideración (Diciembre 2002). Ref.: MTL 2291.(www.elsevier.com).
Segregation
Substructures in Dilute Al-Cu Alloys Directionally Solidified
Osvaldo Fornaro1,
Hugo A. Palacio2 and Heraldo
Biloni2
IFIMAT:
Instituto de Física de Materiales Tandil
Universidad
Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires
Pinto 399 (B7000GHG) Tandil, Argentina
Directional growth of dilute Al-0.2wt.%Cu alloys, were
performed under controlled solidification conditions. Proper metallographic
analysis of the segregation patterns behind the solid-liquid (S-L) interface
gives information about the effect of the local solidification conditions that
determines the microsegregation. In order to explain the evolution of the
solidification substructure as a function of the parameter ( : thermal gradient in the liquid in front
of the S-L interface, V: solidification rate and nominal composition of the alloy), as well
as the small segregated instabilities detected at the cellular walls, a
mechanism based on the morphological stability theory is proposed.
Key words: directional
solidification, morphological stability, cellular growth, microsegregation
PACS: 81.30.Fb, 45.70.Qj
1 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
2 Comisión de Investigaciones Científicas de la
Provincia de Buenos Aires
7.4.
TRABAJOS
TERMINADOS Y AUN NO ENVIADOS PARA SU PUBLICACION.
7.5.
COMUNICACIONES.
8.
TRABAJOS
DE DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS.
DESARROLLO TECNOLOGICO Y TRANSFERENCIA DE PROTESIS
FEMORALES EN ALEACIONES METALICAS BIOCOMPATIBLES
El objetivo de este trabajo se centró en la investigación y desarrollo, mediante técnicas de fundición y colada en moldes de revestimiento cerámico, de piezas de controlada calidad macro y microestructural en aleaciones metálicas biocompatibles F-745 y Cobalto-Cromo: F-75. Este trabajo se realizó dentro del Convenio IFIMAT-TALLERES TANDIL S.A.(División Ortopedia) para el desarrollo tecnológico de prótesis de cadera, fabricadas con aleaciones biocompatibles de utilización en implantes quirúrgicos ortopédicos; y el mismo fue llevado a cabo por el Grupo de Solidificación donde dirigí y trabajé en forma activa y primaria en todos los aspectos esenciales de I y D llevados a cabo en el laboratorio y en el trabajo de campo en el Parque Industrial de la ciudad de Tandil. Esta Investigación fue subsidiada principalmente por la empresa Talleres Tandil y parcialmente por la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CICPBA) y la Secretaria de Ciencia y Técnica de la Universidad Nacional del Centro (SeCyT-UNCPBA) .
En los Materiales Modernos con altas
propiedades mecánicas y corrosivas son relevantes los Biomateriales que juegan
un importantísimo papel dentro de las aplicaciones a la Ciencia de la Salud .
El campo de los biomateriales ha evolucionado debido al avance del conocimiento
en el diseño de aleaciones y estructuras con propiedades físicas, químicas y
biológicas que se ajustan a los requerimientos de cada aplicación. Es así que
se ha orientado esta búsqueda a todo un proceso integrado que involucra desde
la preparación de las aleaciones con materiales de pureza, la colada de piezas
libres de macro y microdefectos y la interacción de las mismas con el tejido
biológico. En este sentido los parámetros de solidificación que determinan la
naturaleza de las estructuras as-cast son el gradiente térmico, la velocidad de
crecimiento y las variables de la aleación, donde la velocidad de enfriamiento
y el tiempo local de solidificación son parámetros significativos en cuanto a
la estructura de grano final, fases presentes, microsegregación, tamaño del
espaciado dendrítico y microrrechupes . Este trabajo se centró en el estudio de
la influencia de las variables de solidificación sobre las estructuras y
propiedades físicas, químicas y biológicas de Prótesis de Cadera aptas para ser
implantadas quirúrgicamente en seres humanos. Con este fin se investigó y se
desarrolló, aplicando técnicas de fundición y de control estricto de las
variables de solidificación en Investment Casting, piezas prototipo (Prótesis
de cadera tipo Charnley) de controlada calidad macro y microestructural en
acero inoxidable F-745 y en superaleaciones
base Cobalto-F75. Estas aleaciones, de bajo Carbono, están definidas
específicamente por el comité de bioimplantes de la “American Standard Testing
Materials” como aleaciones para la fabricación, por fundición, de productos
biocompatibles para utilización en seres humanos.
Dentro de esta investigación y
desarrollo fue posible obtener próteis femorales, de controlada calidad macro y microestructural, tal como se
obtuvieron en los resultados experimentales mediante el método de Investment
Casting y con un control estricto de las variables de Fundición y
Solidificación. La experiencia ganada en los últimos 20 años en el IFIMAT en la
tecnología de las Superaleaciones base Níquel brindó un sólido fundamento a la
concreción de este trabajo; demostrando además que la continuidad y el apoyo en
las áreas de Investigación y Desarrollo son medios adecuados para llevar a cabo
acciones concretas en Tecnologías posibles con proyección dentro del Mercosur.
Todo este conocimiento que se transfirió a Talleres
Tandil, permitió que dicha empresa comenzara
a mediados del 2000 la fabricación de prótesis
biocompatibles de acero inoxidable y se destaca el hecho de que en
Agosto del mismo año efectuaran la donación de prótesis para reemplazo total de
cadera al Hospital Municipal de Tandil para ser utilizadas en pacientes de
escasos recursos. A finales del año 2001 se terminó con la fase de las
aleaciones Cromo-Cobalto y los resultados fueron presentados en las
reuniones anuales de la Sociedad Argentina de Materiales-CONAMET (13.2) y la Asociación Física Argentina; así como a
una publicación con referato (7.1.1). También hemos recibido numerosas
consultas nacionales de instituciones como la CNEA, e internacionales de
investigadores de México y de Cuba; así como visitas de médicos miembros de la
Sociedad Traumatológica Argentina.
La ¨transferencia¨ fue en realidad
un trabajo de interacción continua en donde Investigadores y Profesionales de
la empresa se retroalimentaron en el conocimiento y en la experiencia para
obtener rápidamente, utilizando a la fábrica como planta piloto, resultados
tangibles y seriados que además mejoran la producción y la calidad de los
recursos humanos en la Empresa y en la Universidad. Todo esto destaca el hecho
que se garantiza la formación y especialización de recursos humanos de
Ingenieros y Técnicos de la Fábrica que siempre van a beneficiar la actividad
Industrial regional,nacional y de exportación. Recientemente se le ha otorgado
a la fábrica el registro RI 900.767 de Calidad Certificada por IRAM según la
Norma ISO 9001-2000, que se añaden a las IQNet anteriormente otorgada por IRAM.
Actualmente existe un acercamiento entre los Hospitales de la Provincia de
Buenos Aires, la UNICEN y la Empresa para la provisión de Prótesis
femorales que sustituyan la importación de las mismas; y también se han hecho
ya exportaciones a Venezuela en
inculación con el Ministerio de Salud de la Provincia de Buenos Aires. (
Se adjuntan folletos del producto que brinda la Empresa ) .
También se estudian
las posibilidades de utilizar aleaciones de base Titanio que por sus excelentes
propiedades de biocompatibilidad, electroquímicas y mecánicas se presenta como
uno de los más promisorios biomateriales para prótesis e implantes quirúrgicos
en humanos y animales.
9.
SERVICIOS
TECNOLÓGICOS.
10.
PUBLICACIONES
Y DESARROLLOS EN:
10.1. DOCENCIA
10.2. DIVULGACIÓN
11.
DIRECCION DE
BECARIOS Y/O INVESTIGADORES.
11.1 Lic.Carina Morando. Beca Externa de Doctorado, Secretaría de
Ciencia y Tecnología, UNCPBA. Tema: “Fluidez en Materiales Compuestos de Matriz
Metá;ica”. Período: 2000-2003.
11.2 Dr.Osvaldo Fornaro. Investigador Asistente con Director, CONICET.
Tema: “Inestabilidades Morfológicas en aleaciones Diluídas”. Período:
2000-2003.
12.
DIRECCION DE
TESIS.
12.1 Ing.Alejandro Ges: “Crecimiento Cinético de Fases
Metaestables gamma prima precipitadas en Superaleaciones base Níquel”.
Doctorado en Ciencias de los Materiales, INTEMA,UNMDP.
Tesis Doctoral presentada y aprobada
el 26 de Junio de 2002.
12.2 Lic.Carina Morando: “Fluidez en Materiales
Compuestos de Matriz Metálica”.
Doctorado en Física, Fac.de Cs.Exactas-UNCPBA. En
curso, a presentar en 2004.
13.
PARTICIPACION EN
REUNIONES CIENTIFICAS.
13.1 2001 TMS (The Minerals, Metals &
Materials Society) Fall Meeting, General Abstracts: High Temperature Alloys.
Indianápolis, USA., 5 al 7 de
Noviembre de 2001. “Gamma prime precipitate morphology in CMSX-2
superalloy”. A. M. Ges, O. Fornaro and H. Palacio (Expositor).
Gamma
Prime Precipitate Morphology in CMSX-2 Superalloy:
Dr.
Alejandro Mario Ges1; Dr. Osvaldo Fornaro2; Dr. Hugo
Aníbal Palacio1
1Universidad Nacional del Centro de
la Provincia de Buenos Aires, Instituto de Física de Materiales Tandil - CICPBA,
Pinto 399, Tandil, Buenos Aires B7000GHG Argentina
2Universidad Nacional del Centro de
la Provincia de Buenos Aires, Instituto de Física de Materiales Tandil -
CONICET, Pinto 399, Tandil Argentina
The aim of the present work is to describe the effect of the
heat treatment and the thermal exposure upon the gamma prime precipitate in a
CMSX-2 superalloy. The samples were obtained from bars vacuum induction melted,
which were solidified in polycrystalline way. The application of initial heat
treatment such as solution (SHT), post-solution (PSHT) and precipitation heat
treatment (PHT) permit us to obtain different size and distribution of gamma
prime. Afterwards, the samples were artificially aged at different constant
temperature, and studied in absence of applied strength. The evolution of the
rate constant k at several temperatures was estimated and subsequently the
activation energy for coarsening was determined. The gamma prime size against
microhardness was evaluated. These observations and their possible implications
on the behavior of these materials at high temperature were discussed.
13.2 Jornadas SAM–CONAMET-AAS, Posadas,Misiones,
del 12 al 14 de Septiembre 2001. “Desarrollo Tecnológico a escala piloto de
Prótesis Femorales en aleaciones metálicas Biocompatibles”: A.Ges ,
O.Garbellini, O.Fornaro y H.Palacio (Expositor).
13.3 Jornadas SAM–CONAMET-AAS. Posadas, Misiones, del 12 al 14 de
Septiembre 2001. “Compresibilidad de Preformas de fibras de alúmina en la
Infiltración a presión con aleaciones de aluminio”: O.Garbellini, C.Morando
(Expositor) y H.Palacio
13.4 87ª Reunión Anual Asociación Física Argentina
, Huerta Grande, Córdoba, Setiembre de 2002. “Estructuras Secundarias de
Segregación en Aleaciones Al-Cu Diluidas Solidificadas Unidireccionalmente”. O.
Fornaro, H. Palacio y H. Biloni (Poster).
13.5
87ª Reunión Anual
Asociación Física Argentina , Huerta Grande, Córdoba, Setiembre de 2002. “Efecto de la adicion de Si sobre la microestructura y
la fluidez en compuestos de matriz metalica AlCu” . O.Garbellini, C.Morando y
H.Palacio (Poster).
13.6 87ª
Reunión Anual Asociación Física Argentina , Huerta Grande, Córdoba, Setiembre
de 2002. “Influencia de los
tratamientos térmicos sobre la evolución de las partículas gama prima en una
superaleación CMSX2”. A. Ges, O. Fornaro y H. Palacio (Poster).
14.
CURSOS DE
PERFECCIONAMIENTO, VIAJES DE ESTUDIO, ETC.
Del 7 al 17 de Noviembre desarrollé tareas de Fundiciòn y colada en atmósfera controlada de Aleaciones de Titanio en la Titanium Prostheses Foundry en South Fallsburg, Thompsonville Rd., 1-845-434-7000, NY, USA. Las mismas se realizan dentro del Convenio de Investigaciòn, Desarrollo y Transferencia de Implantes Quirùrgicos Biocompatibles entre el IFIMAT-FCE y Talleres Tandil S.A. y en colaboraciòn con el Profesor Doctor Jorge Galante, Director del Rush Arthritis and Orthopedic Institute de la Chicago University, quien desarrolló material poroso fabricado con titanio que permite fijar pròtesis de manera biológica y permanente. Todos los gastos fueron subsidiados por Talleres Tandil S.A. dentro del convenio citado.
15.
SUBSIDIOS
RECIBIDOS EN EL PERIODO.
Subsidios Institucionales al IFIMAT durante 2001 y 2002.
Correspondientes
al área temática: SOLIDIFICACION.
Director
Solidificación: Dr.H.Palacio.
Entidad de
Financiamiento: CICPBA ($2250 en 2001 y $3000 en 2002) y SeCyt –UNCPBA ($8250
en 2001 y $9850 en 2002).
PIP CONICET
No 4314/años 2001-2002: Procesos de Solidificacion Controlada ( $ 7250).
Director: Dr.H.Biloni, Codirector: H.Palacio.
16.
DISTINCIONES O PREMIOS
OBTENIDOS EN EL PERIODO.
17.
ACTUACION EN
ORGANISMOS DE PLANEAMIENTO, PROMOCION O EJECUCION CIENTIFICA Y TECNOLÓGICA.
Consultor de Proyectos y
Promociones presentados a la Comision de Ingenieria, Ciencias Agrarias y
Materiales del CONICET. Años 1999-2003.
Evaluador de trabajos
presentados para la publicación en los Anales de la Sociedad Argentina de
Metales, años 1999-2002.
Evaluador de trabajos
presentados para ser publicados en la revista de la Asociación Física
Argentina. Años 1999-2002.
Arbitro
de la revista LATIN AMERICAN APPLIED RESEARCH. An International Journal
publication of UNS-CONICET. Año
2001-2002.
Evaluador
Proyectos UBA. Años 2001-2002.
Miembro
de la Comisión Evaluadora de Becas SAINI, Facultad de Ciencias Exactas, UNCPBA,
Años 2000-2003.
Miembro
de la Comisión de Doctorado para la evaluación de Becas SeCyT, UNCPBA, Años 2000-2003.
Miembro Titular de la
Comisión Permanente del Doctorado en Física, Dpto. De Física, Fac. Cs. Exactas,
UNCPBA. 1998-2003.
Consejero
Académico Titular de la Fac. de Cs.Exactas, UNCPBA 2000-2001.
18.
TAREAS DOCENTES
DESARROLLADAS EN EL PERIODO.
Profesor Titular de las Cátedras de Grado, Fac.Cs.Exactas, UNCPBA:
-Mecánica Teórica I, Licenciatura en Física. Primer Cuatrimestre, 1999.
-Física General, Ingeniería de Sistemas. Segundo Cuatrimestre,
1999-2000.
Tiempo estimado: Un día por semana ( una dedicación simple).
Jurado Titular de Tesis Doctoral, Dpto. de Física, Fac.Cs.Exactas, UNCPBA, Abril del 2001 (Dr. Jorge del Valle).
19.
OTROS ELEMENTOS
DE JUICIO NO CONTEMPLADOS EN LOS TITULOS ANTERIORES.
19.1 INTERACCION CON OTROS INVESTIGADORES ESPECIFICOS DEL TEMA
Dr. Heraldo Biloni: Investigador
Superior CICPBA. Visita periódicamente el Instituto para brindar asesoramiento
y colaboración científica al Grupo de Solidificación.
Dr. W.J.Boettinger. Profesor Investigador del NIST (USA) que colabora e
interactúa con el Grupo de Solidificación.
Dr.Andreas Ludwig. Profesor Investigador del RWTH, Foundry Institute
Aachen, Aachen University. (Germany), que interactúa con el grupo de
Solidificación.
Profesor Doctor Jorge
Galante, Director del Rush Arthritis and Orthopedic Institute of Chicago
University (USA).
19.2 CATEGORIZACION EN EL PROGRAMA DE INCENTIVOS
CATEGORIA 1 ASIGNADA POR: CIN (RM nro.2307/97)
Evaluación Informe de Avance 2001: SATISFACTORIO.
Evaluación Informe de Avance 2002: SATISFACTORIO.
19.3 MIEMBRO DE SOCIEDADES CIENTIFICAS
AFA: Asociación Física Argentina
SAM: Sociedad Argentina de Materiales
TMS: The Minerals, Metals & and Materilas Society
MRS: Materials Research Society.
20.
TITULO Y PLAN DE
TRABAJO A REALIZAR EN EL PROXIMO PERIODO.
¨SOLIDIFICACIÓN CONTROLADA Y PROCESOS: FLUIDEZ,
INESTABILDADES S-L Y MODIFICACIÓN DE
ESTRUCTURAS AS-CAST¨.
Este trabajo tiene el objetivo de investigar en tres importantes tópicos en el área de la Solidificación como lo son la Fluidez de aleaciones metálicas líquidas, la Inestabilidad de la Interfaz Sólido-Líquido durante el crecimiento Unidireccional y la Modificación de Estructuras de Solidificación As-Cast. Factores todos estos que determinan el tipo y grado de macroestructura, microestructura, defectos y segregación en probetas, piezas o lingotes y que condicionan fuertemente las propiedades físicas, químicas y mecánicas de las mismas.
20.1 FLUIDEZ EN MATERIALES
COMPUESTOS DE MATRIZ METALICA Y EN EUTECTICOS METALICOS DE DISTINTAS
MORFOLOGIAS
El objetivo específico de ésta línea
de trabajo es continuar investigando en forma sistemática y detallada la
propiedad fluidez :
a)
En
materiales compuestos de matriz metálica AlCuSi por infiltración a presión de
un preformado de fibras cerámicas cortas de alúmina precalentadas a temperatura
menor que la temperatura de liquidus de la matriz y
b) En eutécticos metálicos
en función de la estructura que presentan, a los efectos de determinar relaciones
entre morfologías de crecimiento y largos de fluidez y su influencia en
aleaciones binarias y ternarias proeutécticas en la que los mismos intervienen.
Para el caso de los CMM, se
continuará trabajando con aleaciones del sistema AlCuSi y ya que, además de tener un gran auge en la
sustitución de piezas de aleaciones ferrosas, principalmente en la industria
automotriz, espacial y aeroespacial entre otras, en trabajos previos se
correlacionó la fluidez de estas aleaciones con las características microestructurales
de las mismas. Basándonos en estos resultados, donde se observaron remarcables
diferencias en la fluidez en función de la composición quimica, se continuará
estableciendo si los mismos son extrapolables a la presencia de los eutécticos binarios
y ternarios en la microestructura de los CMM obtenidos.
En el caso de los eutécticos
metálicos se propone continuar trabajando con sistemas eutécticos que presenten
las caracterísiticas estructurales clasificadas en la literatura: regulares o
no facetados/nofacetados como AlCu, AlZn AlNi y PbSn e irregulares o no
facetados/facetados como el AlSi, AlCo, AlFe, AlNi y SnZn; y semiregulares como
el AlCuAg, a los efectos de determinar relaciones entre morfologías de
crecimiento y largo de fluidez y su influencia en aleaciones binarias y
ternarias proeutécticas en la que los mismos intervienen. Este estudio se
realiza con un equipo lineal de llenado por aplicación de vacío.
La técnica de infiltración a presión
(HPID) de una preforma porosa de fibras cortas por un metal o aleación líquida
utilizada en este trabajo permite controlar las variables que afectan el
comportamiento del flujo metálico y por lo tanto hace posible evaluar la
fluidez de metales líquidos en las mismas en términos clásicos (distancia del flujo
del metal líquido en los espacios interfibras hasta que solidifica). Teniendo
en cuenta que el tamaño, fracción de volumen espaciado interfibras y
composición química de la matriz afectan el proceso de solidificación y las
microestructuras resultantes y que la fluidez depende marcadamente de las
mismas de acuerdo a resultados obtenidos en un trabajo previo, la evaluación de
los resultados se hará mediante una detallada caracterización microestructural
de los compuestos mediante microscopía óptica y electrónica de barrido
(SEM) y análisis cuantitativo de imágenes. De esta manera se analizarán los
posibles mecanismos que, a escala microscópica, gobiernan esta propiedad.
20.2 SOLIDIFICACION UNIDIRECCIONAL DE ALEACIONES BINARIAS
El desarrollo de
crecimientos unidireccionales nos proveen de un método de estudio sistemático
para reconocer y aislar los distintos parámetros de solidificación tendientes a
obtener relaciones que nos conduzcan hacia un mejor entendimiento de las
características de la solidificación de aleaciones. Estos parámetros afectan la
evolución microestructural de los crecimientos planos, celulares o dendríticos
por debajo del frente de solidificación, y por ende, la microsegregación en el
sólido resultante.
En orden de obtener la
evidencia experimental necesaria para el estudio del rol de la inestabilidades
en los procesos relativos a la selección de la microestructura correspondiente
a determinados valores de GL y V, se continuará con
crecimientos unidireccionales con la aleación binaria diluída FCC: AlCu , BCT:
SnPb y especialmente HCP: ZnCd; bajo condiciones estrictamente controladas de
la evolución de la velocidad y del gradiente térmico, tanto en crecimientos
obtenidos en condiciones constantes de solidificación, como en experiencias en
las que se provoca un cambio en la velocidad de avance para forzar las diferentes estructuras. Los crecimientos
son congelados de modo que es posible la observación de la interfaz por métodos
metalográficos en secciones longitudinales y transversales a la dirección de
crecimiento de las muestras. Las observaciones longitudinales se logran después
de un corte realizado mendiante un disco de diamante de corte lento, pulido y
ataque metalográfico. Las secciones transversales son observadas después de
sesiones de pulido mecánico y electrolítico, lo que permite obtener la
evolución microestructural cada 200 mm aproximadamente. La utilización de
estas técnicas metalográficas junto con la evaluación de los datos de cada
crecimiento, permitirán determinar si los mecanismos de transición entre los
diferentes estadios, se encuentran efectivamente asociados a la estabilidad del
frente de solidificación para diferentes valores del parámetro (GL/V
). También se obtienen cristales que no son templados para comparar y descartar
el efecto del templado del mismo en las microestructuras observadas.
Se continuará
estudiando la transición de la microestructura de crecimiento de plana a
celular, con velocidad creciente y de celular a plana con velocidad decreciente
al tiempo que se mantiene el gradiente térmico constante. Dicha transición
plano-celular se da para valores de los parámetros de solidificación que están
en un buen acuerdo con lo predicho por la teoría lineal de perturbaciones,
aunque al estudiar la amplitud de las perturbaciones durante la misma, se
encuentra que la teoría no puede predecir con certeza las longitudes de onda
crítica que favorecerían el cambio en la estructura.
Se continuará
analizando el cambio espontáneo de la microestructura al provocarse cambios en
las condiciones de solidificación. Para esto se desarrollaron conjuntos de
experiencias con condiciones de velocidad variable. Hasta el momento se ha
encontrado que los parámetros locales de solidificación juegan un rol importante
durante el crecimiento lateral de las celdas, favoreciendo la formación o
desaparición de paredes celulares, necesarias para la regulación del espaciado
final alcanzado. Vale acotar que este tipo de efecto no fue considerado
importante durante mucho tiempo debido fundamentalmente a que gran parte de las
observaciones se realizaban en sistemas orgánicos transparentes,
particularmente en muestras delgadas, con una simetría de crecimiento que puede
ser considerada bidimensional. Así es que muchos desarrollos teóricos
existentes y modelados numéricos, nacieron ante la necesidad de explicar estos
resultados, debiendo ser muy cuidadosos al momento de la extrapolación o
aplicación de los mismos en sistemas tri-dimensionales como son los sistemas
metálicos.
20.3
MODIFICACION DE ESTRUCTURAS AS-CAST EN SUPERALEACIONES BASE NIQUEL
Se continuará estudiando la dinámica
de crecimiento de las partículas g' en la superaleación base niquel,
CMSX-2, las cuales son obtenidas a través de tratamientos térmicos.
Estos tratamientos consisten en tres
etapas siendo la primera de ellas un tratamiento de solubilizado a 1315ºC
durante tres horas. La segunda etapa consiste en un Post-solubilizado (PSHT,
Post Solution Heat Treatment) a una temperatura de 1079ºC durante 4 horas. La
tercera y última etapa corresponde a la precipitación de la fase g', cuyo
tamaño puede variar en función de la temperatura y tiempo de permanencia de la
probeta en el horno.
Las observaciones realizadas
anteriormente en las probetas permitieron determinar que el tiempo de
tratamiento de 16 horas, para las temperaturas consideradas, era suficiente
para obtener una estructura de partícula g' bien desarrollada, a partir de
éste tiempo no había variación de tamaño. Las probetas atacadas
electrolíticamente son observadas por SEM. En las probetas obtenidas se
evaluarán los tamaños de partícula g' para cada temperatura de
precipitado.
Para estudiar la evolución de las
partículas g' respecto al tiempo y obtener la energía de activación de
las mismas, para cada uno de los tamaños obtenidos, se realizarán
envejecimientos de alta duración a temperatura constante . Para estos
tratamientos se preparan probetas que
fueron obtenidas a partir del lingote original, por medio de cortes realizados
por una máquina de electroerosión. Las dimensiones de las probetas son de 10mm
por 10mm. de lado con un espesor de 2mm. Una vez cortadas las probetas son
tratadas con el primer tratamiento térmico que consiste en el Solubilizado
standard , posteriormente son divididas en
grupos donde cada grupo es sometido a un tratamiento térmico de Post-solubilizado
y finalmente de Precipitado.