Estudio del sinterizado de polvos de Ni-Fe-Sb con memoria de forma

Abstract

IInvestigations of shape memory materials have been increasing mainly because of their unique properties and several applications that they offer. These alloys can be obtained by casting, which make them more brittle, because of that, it is necessary to develop new techniques that allow these alloys to provide solutions for the current and future needs in the metalworking industry. Powder metallurgy is a technique that could achieve these needs because it allows to obtain complex parts and small sizes avoiding waste of material. In this work the sintering of powders of the alloy Ni2FeSb was studied. The initial powders were obtained by mechanical milling with two times of milling, 12 and 24 h respectively. In the first part of this work the compaction process is studied for both powders. The mass of powders was estimated in order to obtain green compacts measuring approximately 8 mm in diameter and 4 mm in height. Then, the sintering process is performed in a vertical dilatometer Linseis L75 at 1000 °C with different heating rates from 5 to 25 °C-min-1 under inert argon atmosphere to prevent oxidation of powders. From the results of dilatometry sintering kinetics was evaluated at different values of relative density. Finally, the sintered compacts were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) to determine the evolution of the crystalline phases during the thermal cycle and observing the sintered microstructure. Additionally, microhardness tests were performed to evaluate the mechanical properties of the sintered samples.

Las investigaciones de los materiales con memoria de forma han ido en aumento, debido a las propiedades que otorgan y a la infinidad de usos y aplicaciones que ofrecen. Estas aleaciones pueden ser obtenidas por fundición, volviéndolas más frágiles, lo cual hace necesario el desarrollo nuevas técnicas que permitan que estas alecciones cumplan con las necesidades actuales y futuras en la industria metalmecánica. La metalurgia de polvos es una técnica que pudiera cumplir con estas necesidades debido a que permite obtener piezas complejas y con tamaños pequeños evitando el desperdicio de material. En este trabajo se estudia el sinterizado de polvos de una aleación Ni2FeSb que fueron obtenidos por molienda mecánica con dos tiempos, 12 y 24 h, respectivamente. En la primera parte de este trabajo se estudia el proceso de prensado para los dos polvos, con la finalidad de obtener compactos en verde que tengan unas medidas aproximadas de 8 mm de diámetro y 4 mm de altura. Posteriormente se investiga el proceso de sinterizado, el cual se lleva a cabo en un dilatómetro vertical Linseis L75 a 1000°C con diferentes velocidades de calentamiento entre 5 y 25 °C-min-1, bajo atmósfera inerte de Argón para evitar la oxidación de los polvos. A partir de los resultados de dilatometría se evaluó la cinética de sinterizado a diferentes valores de densidad relativa. Finalmente, los compactos sinterizados fueron caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB) para determinar la evolución de las fases durante el ciclo térmico y observar la microestructura sinterizada. Adicionalmente, se realizaron ensayos de microdureza para evaluar las propiedades mecánicas de las muestras sinterizadas.