Desarrollo de nuevos tratamientos térmicos para la obtención de superaleaciones base Cobalto por vía pulvimetalúrgica

October 19, 2017

Rafael Casas (Universidad Carlos III de Madrid – Universidad Politécnica de Madrid)

 

El uso de denominadas “superaleaciones” en sectores de la industria, cada vez más exigentes con las propiedades mecánicas de los materiales, ha permitido abordar el desarrollo de nuevas rutas de obtención para este tipo de aleaciones de alto rendimiento a elevadas temperaturas de servicio.

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Hasta el descubrimiento de Sato et al. de la microestructura con fase dual γ/γ’ en el sistema Co-Al-W, las aleaciones base Ni fueron las únicas que cumplían con las exigencias de resistencia a alta temperatura que demandaba la industria. Gracias a la precipitación de una fase γ’ de estequiometria Co3(Al,W), las superaleaciones base Co se han podido postular como una alternativa a las base Ni.

La ruta pulvimetalúrgica es la principal novedad introducida en nuestro proyecto DIMMAT, ya que todos los trabajos realizados con este tipo de material se han desarrollado mediante la metalurgia convencional. Por ello, se pretende conseguir una microestructura de fase tipo dual (cúbica centrada en las caras) γ/γ’ (L12) basándonos en el sistema de aleación Co-Al-W.  Posteriormente será tratada térmicamente para conseguir la morfología γ/γ’ y propiedades deseadas.

Dos tipos de aleaciones de Co se han diseñado termodinámicamente antes de proceder a su aleación mecánica de alta energía, Co-12Al-10W y Co-12Al-10W-2Ti-2Ta, respectivamente. Una vez obtenido el polvo por molienda de alta energía de ambas aleaciones, se consolidó mediante la técnica de Field Assited Hot Pressing (FAHP), a una presión de 80MPa y 1250°C. Con el objetivo de optimizar el tratamiento térmico, se propusieron dos temperaturas de solubilización, a 1250°C y 1300°C respectivamente, más un tratamiento de maduración a 900°C en diferentes etapas (24h, 168h y 1000h).

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Fig. 1. Microestructura de fase dual γ/γ’ conseguida

Los resultados obtenidos tras la realización de los tratamientos térmicos diseñados revelan la consecución de una microestructura estable con fase dual γ/γ’ (Fig. 1) con buenas expectativas en cuanto al futuro estudio de las propiedades mecánicas de la superación base Co.

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