Aleaciones de Ti de bajo coste: Procesamiento por pulvimetalurgia y estudio de oxidación

Durante las dos últimas décadas tanto el titanio como las aleaciones de titanio han sido foco de estudio de múltiples investigaciones. El origen de todo este interés centrado en un único material radica en el intento constante de aprovechar las excelentes características de las que dispone. Las aleaciones de titanio son ampliamente usadas en la industria aeroespacial y biomédica; sin embargo, el alto coste de estas aleaciones ha impedido su expansión en otros mercados como el del automovilismo. En este punto las técnicas pulvimetalúrgicas surgen como alternativa que permite reducir los costes de producción. En comparación con los procesos tradicionales de fabricación la tecnología de polvos consigue reducir gran cantidad de etapas y a la vez realizar un aprovechamiento prácticamente del 100% del material utilizado. En este proyecto para conseguir fabricar aleaciones de bajo coste se han utilizado elementos de aleación de menor coste que los habituales en aleaciones de titanio. La aleación de partida se escogió a partir de estudios previos, en los que se utiliza hierro como aleante mostrando propiedades mecánicas comparables a las de aleaciones comerciales. La composición base utilizada ha sido Ti-7Fe. Los cambios más importantes introducidos en este trabajo son: Utilización del Hidruro de Titanio como polvo de partida. Introducción del aluminio (Ti-7Fe-3Al) y del cromo (Ti-7Fe-5Cr) como elementos nuevos de aleación de bajo coste. Para la fabricación se siguió una ruta tradicional pulvimetalúrgica, con sus respectivas etapas de compactación y sinterización. Una vez preparados los materiales se realizó una caracterización de microestructura mediante microscopia electrónica de barrido y por difracción de rayos X. En ensayos posteriores también se midieron propiedades como la densidad, reducciones másicas/volumétricas y la dureza. Por último, como ensayo principal de este proyecto se realizaron dos estudios de oxidación a alta temperatura, primero uno a 600 ⁰C y otro posterior a 500 ⁰C, ambos durante un periodo completo de 300 horas, tomando medidas en tiempos intermedios. El análisis consistió en cuantificar la variación másica que sufre cada uno de los materiales y de observar las distintas cinéticas de formación de oxido resultantes. Los resultados del ensayo de oxidación son un éxito, esta nueva información obtenida nos permite comprender mejor los cambios que producen el añadido del Aluminio o del Cromo en las composiciones. Con estos nuevos datos se podrá valorar en un futuro la introducción de estas dos nuevas aleaciones en la industria.Titanium and its alloys have been widely used in aerospace and biomedical industry. Due to high cost of its materials and metalworking, titanium can`t be used in a large scale in other applications like automotive industry unless its cost is reduced to an acceptable level. Powder metallurgy (PM) has been take into an account as an alternative technique to achieve a low-cost titanium alloys. An example of this types of alloys is the Ti-7Fe composition. Ti-7Fe low cost alloy has demonstrate that its mechanical properties are comparable to those of the Ti-6Al-4V, however there are very few study regarding its oxidation behaviour. In the present work, two different Ti-7Fe low cost alloy were designed and produced by conventional PM whit the purpose of study its oxidation behaviours. The test was carried out on static air at 600 ⁰C and 500 ⁰C for 300 hours. The mass gain measurements and the observation of the oxide scale reveals a different oxidation kinetic depending of the temperatureIngeniería Mecánic