Can surface modification enhance the mechanical properties through microstructural changes of magnesium alloys?
El objectivo principal de este trabajo final de máster (TFM) consiste en estudiar el efecto de la modificación microestructural, así como la directa modificación de las propiedades mecánicas bajo diferentes campos de tensión (dureza Vickers y fatiga Herziana de contacto monótonico) de aleaciones de...
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Repositorio: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:upcommons.upc.edu:2117/346099 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2117/346099 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Materials -- Mechanical properties Alloys Magnesium Materials -- Propietats mecàniques Aliatges Zinc Magnesi Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials |
| Sumario: | El objectivo principal de este trabajo final de máster (TFM) consiste en estudiar el efecto de la modificación microestructural, así como la directa modificación de las propiedades mecánicas bajo diferentes campos de tensión (dureza Vickers y fatiga Herziana de contacto monótonico) de aleaciones de Mg-Zn-Y, que contienen estructuras ordenadas de apilamiento de largo período (LPSO en inglés Long Period Stacking Ordered Structures). En este contexto, se estudiaron tres aleaciones diferentes con distintas composiciones y temperaturas de extrusión (350 y 450°C). En primer lugar, se han evaluado la microestructura y las propiedades mecánicas de las muestras pulidas (denominadas muestras de referencia) mediante técnicas avanzadas de caracterización como la microscopía electrónica de barrido, ensayos de macro y microindentación, etc. Posteriormente, la modificación superficial se llevó a cabo mediante un proceso de arenado con partículas de alúmina de 110 µm de tamaño promedio. Este proceso se realizó a diferentes presiones de trabajo (1, 3 y 5 bares) con el objetivo de poder ver la repercusión de dichas presiones en las propiedades finales del material. La rugosidad inducida durante dicho proceso se ha caracterizado mediante un perfilómetro de no contacto y el efecto de endurecimiento inducido por el proceso de arenado se ha determinado mediante ensayos de indentación a diferentes escalas. Los resultados obtenidos en este TFM muestran que las aleaciones presentan tanto una fracción volumétrica diferente de la fase LPSO como un tamaño de grano medio. Este fenómeno se debe principalmente a su diferente composición y temperaturas de extrusión. Además, las propiedades mecánicas en términos de dureza Vickers aumentan con la cantidad de la LPSO y disminuyen con el incremento de la temperatura de extrusión. También se observó anisotropía, tanto microestructural como mecánica, en términos de dureza entre las mismas muestras evaluadas en sección transversal como longitudinal al proceso de extrusión. Posteriormente, se observó que la presión de arenado afecta considerablemente la calidad superficial, tanto en términos microestructurales como mecánicos. De hecho, la amplitud de la rugosidad aumentó con la presión de ensayo. Finalmente, se encontró que el proceso de arenado mejora considerablemente las propiedades mecánicas superficiales entre un 15 y un 50 % respecto al valor de las aleaciones de referencia. |
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