Análisis y comparación de las propiedades mecánicas de aleaciones CU-AG-ZR en condición de como coladas y conformadas plásticamente

Abstract

En aplicaciones a elevadas temperaturas como por ejemplo en cámaras de combustión y toberas de vehículos aeroespaciales se requiere el uso de aleaciones que permitan una elevada extracción de calor y buenas propiedades mecánicas. A lo largo de los años se han estudiados varias aleaciones base cobre que cumplen con estos requisitos, entre ellas: Cu-Cr, Cu-Ag, Cu-Zr, Cu-Cr-Zr, Cu-Ag-Zr, Cu-Cr-Nb, Cu-Al₂O₃, entre otras. En lo que respecta a la fabricación a nivel industrial de cámaras de combustión y toberas surge el interrogante acerca del método de producción a utilizar. Por un lado se propone la realización de las piezas mediante el método de fusión y colado en molde de arena, mientras que por otro lado se sugiere utilizar un proceso de conformado plástico en caliente como por ejemplo el de forja con la finalidad de romper la estructura de colada, homogeneizar las propiedades del material y soldar posibles defectos provenientes de la fusión y colada. En este trabajo se presenta una comparación entre las propiedades mecánicas a partir de ensayos de tracción a temperatura ambiente y en caliente en aleaciones Cu-Ag-Zr en la condición de cómo colado y forjado. Los resultados obtenidos sugieren que el material que posee un proceso de conformado plásticoen caliente posee mejores propiedades mecánicas que aquel en condición de cómo colado a temperatura ambiente. Evidentemente, la ruptura de la estructura de colada, la eliminación de posibles defectos y el refinamiento de grano producido por el forjado permite mejoras en las propiedades mecánicas del material, así como también, una mejor respuesta a los tratamientos térmicos de envejecido a los que se somete a esta aleación. Por otro lado, a elevadas temperaturas la muestra fundida presenta mayor tensión de fluencia y resistencia a la tracción que la forjada, lo que podría explicarse con el cambio del mecanismo de ruptura por encima de la temperatura equicohesiva.