Desarrollo y caracterización de un material compuesto de matriz de aluminio 6061 y partículas de TiB₂

Abstract

ResumenUna de las vías desarrolladas, en los últimos años, para la mejora de las propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio es la de la incorporación de refuerzos cerámicos en forma de partículas cerámicas. El objetivo principal del trabajo ha sido desarrollar el proceso de fabricación de una aleación de aluminio 6061 reforzada con partículas de diboruro de titanio, TiB 2 , y analizar las propiedades del material obtenido. Se ha observado que el proceso de fabricación planteado, consistente en la fabricación de las partículas por medio del proceso de síntesis autopropagada a alta temperatura SHS (Self propagating high temperature synthesis) y su posterior incorporación a la aleación 6061, es un proceso viable para la fabricación de aleaciones reforzadas adecuadas para la realización de procesos subsiguientes de extrusión o forja. El resultado final es la obtención de un material adecuado para la fabricación de componentes extruidos y que presenta una mejora de sus propiedades de tracción y fatiga, en comparación a la aleación base. Palabras claveMateriales compuestos de matriz metálica (MCMM); Síntesis autopropagada a alta temperatura (SHS); Extrusión; Aluminio 6061; Partículas TiB 2 . Development and characterization of a metal matrix composite of aluminium 6061 and TiB 2 particulates AbstractThe incorporation of ceramic particles has been one of the ways developed to improve the mechanical properties of aluminium alloys during the last years. The main objective of this work has been to develop the manufacturing process of the reinforced aluminium alloy and analyse its mechanical properties and microstructure. Details about an innovative MMC manufacturing process and the results obtained in the development of a new family of TiB 2 -reinforced aluminium alloys for forging and extrusion applications are presented. It has been observed that the considered manufacturing process, consisting in the fabrication of particles by SHS and their incorporation into the selected alloy, is a feasible process to manufacture reinforced alloys that can be subsequently extruded or forged. The final result is the development of a material suitable for extrusion and forging applications and that presents an improvement of fatigue and tensile properties of the matrix alloy. KeywordsMetal matrix composites (MMC); Self propagating high temperature synthesis (SHS); Extrusion; Aluminium 6061; TiB 2 particles. INTRODUCCIÓNEl interés del sector del transporte, en los materiales compuestos de matriz metálica, MCMM, se debe a las posibilidades que ofrecen de sustitución de materiales y diseños con mayor peso y de contribución a la reducción del consumo de combustible mediante el aligeramiento de materiales. El sector aeronáutico está especialmente interesado en el desarrollo de materiales reforzados con partículas debido a su buen balance de propiedades/coste [1] .En los últimos años, gran parte de la investigación en MCMM se ha centrado en el desarrollo de nuevos procesos de fabricación de materiales reforzados con partículas. Ell...