Caracterización de las transformaciones α↔β de la aleación Ti–6Al–4V y de las características mecánicas y microestructurales obtenidas

Abstract

En la aleación Ti-6Al-4V la fase α se va transformando en calentamiento en fase β hasta completarse al alcanzar la temperatura β-transus (≈1000 ºC). La identificación de la cinética de esa transformación es importante (y más todavía en otros tipos de aleaciones de Ti, como las super-α) para realizar tratamientos de solución en los que se deja sin transformar un determinado porcentaje de fase α (llamada primaria). En el presente trabajo se estudia y se valora la cinética y otras características de esa transformación, así como su influencia en transformaciones posteriores en enfriamiento, mediante técnicas de análisis térmico (diferencial y dilatométrico) y con medidas de conductividad eléctrica, estudios metalográficos y medidas de dureza, llevados a cabo tras la realización de tratamientos térmicos controlados. Los tratamientos térmicos realizados, a partir del estado de entrega (mill annealed), fueron calentamientos de 1 hora a temperaturas entre 650 ºC y 1050 ºC, con enfriamiento en agua con agitación, y posterior calentamiento a 530 ºC durante 6 horas y enfriamiento último al aire. Por otra parte, se han determinado las características mecánicas de muestras sometidas a esos tratamientos térmicos. Palabras clave: Titanio, tratamiento térmico, transformación, dilatometría, análisis térmico diferencial, propiedades mecánicas α↔β transformation, mechanical properties and microestructural characterization of Ti-6Al-4V alloyIn the Ti-6Al-4V alloy, the α phase is gradually transformed into the β phase until β-transus temperature (≈ 1000 ºC) is reached, and the transformation completed. It is important to identify transformation kinetics (mainly in other titanium alloy types, as near α) to accomplish solution heat treatments in which a phase α percentage (primary α) remains unchanged. In this paper, kinetics and other transformation characteristics are evaluated, as well as their influence on subsequent cooling transformations, by differential and dilatometric thermal analysis, electric conductivity measurements, hardness measurements and metallographic observation, after performing controlled thermal treatments. Starting from the mill annealed condition, samples were heated at temperatures between 650-1000 ºC for 1 hour, then water quenched and subsequently heated at 530 ºC for 6 hours, air cooled. Finally, the mechanical properties of samples heat treated as indicated above were obtained.Key words: Titanium, heat treating, transformation, differential thermal analisys, dilatometry, mechanical properties INTRODUCCIÓNAl calentar la aleación Ti-6Al-4V (tipo α+β) la fase α mayoritaria presente se va transformando progresivamente en fase β y se completa al alcanzar la temperatura β-transus (≈1000 ºC). La identificación de la la cinética de esa transformación, permite localizar la temperatura para realizar tratamientos de solución en los que se quiere dejar sin transformar un determinado porcentaje de fase α (llamada primaria). La importancia de ello es mayor en otros tipos de aleaciones de Ti, como las super-α, por vari...

α ↔ β changes in Ti-6A1-2Sn-4Zr-2Mo-Si alloy: Characterization, microstructure, and mechanical properties

“…These results are similar to those obtained in other alloys [3][4][5]. They can be explained by the fact that during the tests a load due to dilatation transducer operates on the sample, which causes creep contractions, quantitatively enhanced by the diffusion necessary for the a !…”

“…4, together with the results obtained after dilatometric and DTA. The agreement among the different results can be considered acceptable, as has already been noted in previous studies with other titanium alloys [4,5].…”

Estudio metalográfico del efecto de la velocidad de corte en la microestructura del Ti-6Al4V ELI para la empresa Quirúrgicos Especializados

“…Titanium (Ti) has two crystal phases in nature, HCP at room temperature (alpha phase) and BCC at 700-1050 C (beta phase). Alpha phase is fragile and betha is a ductile and meta-stable phase and a fine dispersion of both o them in the net allows a good combination of its biomechanical properties [7], [8], [9]. Ti alloys are classified in 3 types according to their microstructure:…”

“…• α type Ti alloys • β type Ti alloys • α+β type Ti alloys α+β type Ti alloys are widely applied, particularly Ti6Al 4 V alloy known as Ti alloy grade 5 [9]. This alloy is broadly applied in the surgical and aerospace industries.…”