Aleaciones De Al-Cr-Zr Para Altas Temperaturas

REVISIÓN

Aleaciones de Al-Cr-Zr para aplicaciones a altas temperaturas (#)
T. Gerique^ \ A. Brahmi^ \ M. Lieblict/ ^ y M. Torralba^
Resumen Se ha revisado la bibliografía existente sobre las aleaciones Al-Cr-Zr para alta temperatura. Además de una breve reseña del desarrollo histórico y una descripción de los fundamentos de estas aleaciones de aluminio-metal de transición, se comentan losmétodos de obtención y las bases de la solidificación rápida, así como diversos métodos de consolidación. También se indican los mecanismos de refuerzo de estas aleaciones mediante intermetálicos incoherentes y se revisa en detalle la estabilidad térmica y las propiedades mecánicas de las mismas, incluido su comportamiento en fluencia. Palabras clave: Al-Cr-Zr. Alta temperatura. Solidificaciónrápida. Consolidación. Propiedades mecánicas.

Al-Cr-Zr alloys for high temperature applications
Abstract The literature on Al-Cr-Zr alloys for high temperature applications is revised. In addition to a short historical review and a description of the fundamental aspects of these aluminium-transition metal alloys, comments on processing methods, including rapid solidification and variousconsolidation techniques are considered. The strengthening mechanisms, mainly due to incoherent intermetallic particles, the thermal stability and the mechanical properties of the Al-Cr-Zr alloys, including creep behaviour, are thoroughly examined. Keywords: Al-Cr-Zr. High temperature. Rapid solidification. Consolidation. Mechanical properties.

1 ANTECEDENTES .
La industria aeronáutica es muy dinámicaen investigación, y el desarrollo de nuevos materiales metálicos para este sector no constituye una excepción, especialmente en lo que se refiere al aluminio (1). En un plazo no superior a ocho años es preciso desarrollar un avión civil supersónico completamente nuevo que pueda reemplazar al ya muy veterano Concorde. Para ello, entre otras muchas cosas, es preciso desarrollar materiales metálicosligeros y resistentes a temperaturas relativamente altas. Para aplicaciones a temperatura ambiente, TA, y hasta 100 °C, se dispone de excelentes aleaciones de aluminio (densidad 2.700-2.900 kg nr 3 ) preparadas por metalurgia clásica. A partir de 100-150 °C, estas aleaciones se degradan rápidamente. Las proTrabajo recibido el día 18 de diciembre de 1997 y aceptado en su forma final el 5 de marzode 1998. Dpto. de Metalurgia Física. Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, CENIM (CSIC). Avda. Gregorio del Amo, 8. 28040-Madrid (España). 358
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piedades mecánicas, y entre ellas el límite elástico (YS) de las principales aleaciones de aluminio para aeronáutica disminuyen muy rápidamentea partir de 100-150 °C, incluida la aleación 7075 (Al-ZnMg-Cu) en estado T6, que es una de las de mayor resistencia a TA y la más utilizada en construcción aeronáutica. Por encima de estas temperaturas y hasta 450 °C hay que recurrir a las aleaciones de titanio (densidad 4.400-4.600 kg nr 3 ) y a temperaturas aún más altas a los aceros, a las superaleaciones y a los compuestos intermetálicos, dedensidad muy superior. Dado el alto precio y la escasez del titanio es muy importante el desarrollo de aleaciones de aluminio que puedan utilizarse con garantías por encima de 100 °C. La puesta a punto de aleaciones de aluminio que puedan utilizarse en el intervalo de temperaturas de 100 a 350 °C (0,4-0,67 Tf, donde Tf = 933 K es la temperatura de fusión del aluminio puro) presenta variasventajas respecto a las de titanio: a) reducción del precio del material y del coste de fabricación; b) reducción de la masa de las piezas y, en consecuencia, cuando son piezas giratorias, reducción del

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momento de inercia, y c) reducción del consumo de titanio considerado material estratégico. Un objetivo para su posible utilización sería conseguir...