Materiales

SUPERALEACIONES.
Superaleaciones base níquel. Microestructura y propiedades. Superaleaciones monocristalinas y reforzadas por dispersión de óxidos. Superaleaciones base cobalto. Microestructura y propiedades. Aplicaciones en los sistemas propulsivos aerospaciales
Superaleaciones
Se denominan superaleaciones a un grupo de Materiales de base níquel, hierro y cobalto que son utilizados atemperaturas de 540 °C y superiores. Las superaleaciones poseen elevada resistencia a altas temperaturas, resistencia al ataque del medio ambiente (incluyendo nitruración, carbonización, oxidación y sulfuración), excelente resistencia al creep, resistencia a la ruptura por estrés, estabilidad metalúrgica, características de expansión térmica muy útiles y resistencia a la fatiga térmica y a lacorrosión [1]. En los últimos diez años se han realizado avances tecnológicos en el desarrollo de modernos motores de turbinas para aeroplanos y dirigibles y componentes de generación de energía coincidiendo con significativos logros de ingeniería en el área de la metalurgia de superaleaciones de base níquel. Para ello se han incrementado los niveles de elementos aleantes de tipo refractarios en lassuperaleaciones de base níquel, logrando incrementar sus propiedades mecánicas a elevadas temperaturas, sin embargo, esto produjo un importante problema que es la formación de defectos de granos y particularmente el desarrollo de cadenas de freckles durante la solidificación direccional [4]. Los freckles (pecas) son defectos macroscópicos que ocurren en varios sistemas de aleaciones bajo ciertascondiciones de solidificación [1-5]. Este tipo de defectos se distribuyen usualmente en un modo específico en la fundición. En monocristales (SX) o fundiciones solidificadas direccionalmente (DS), los freckles se encuentran en su mayoría en la superficie de la fundición [1], sin embargo, también se forman dentro de la misma. El examen metalúrgico muestra que los freckles se componen de granosequiaxiales y constituyentes eutécticos [1,3]. Varios autores han considerado que a formación de freckles en sistemas metálicos es debida a un problema de inestabilidad convectiva hidrodinámica [5-9]. Debido a que metalúrgicamente es muy importante obtener cristales de superaleaciones base níquel sin formación de freckles, y además, comprender en qué condiciones es posible su formación; en el presentetrabajo se analiza la tendencia a la formación de freckles de diferentes superaleaciones de base níquel solidificadas direccionalmente, utilizando como material de carga la aleación CMSX-4 y como material de semilla las aleaciones PWA 1483, PWA1484 y René 5. La macroestructura y la microestructura obtenida después de la solidificación direccional fue caracterizada mediante observación visual (OV),utilizando microscopía óptica (MO) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Se analiza la tendencia a la formación y distribución de líneas de freckles en función del diámetro de las probetas, con la velocidad de crecimiento y la composición de la aleación.
superaleaciones base cobalto
mantienen su resistencia a temperaturas elevadas. Su resistencia en estas condiciones se debeprincipalmente, a la distribución de carburos refractarios (combinaciones de metales tales como el wolframio y el molibdeno con el carbono), que tienden a precipitar en los límites de los granos de matriz austenítica. La mejora de las propiedades de la aleación con la red de carburos se mantiene hasta temperaturas próximas a su punto de fusión. Generalmente, las aleaciones de cobalto, además de llevar metalesrefractarios y carburos metálicos, contienen niveles elevados de cromo, lo que aumenta la resistencia a la corrosión provocada por la presencia de los gases de combustión calientes. Las aleaciones de cobalto son más fáciles de soldar que otras superaleaciones y se forjan con más facilidad. Por estas razones, se aplican para fabricar la intrincada estructura de la cámara de combustión de las...