Evaluación del comportamiento de deformación dinámica de una aleación de magnesio tipo LPSO mediante el método AE y cámara de alta velocidad

Introducción

Es necesaria una maquinaria para mejorar el consumo de combustible que ha sido deseable desde el punto de vista del calentamiento global y otros problemas ambientales. Una solución propuesta es el uso de aleaciones de magnesio, que son más livianas que otros materiales estructurales. La densidad del magnesio es de 1.73 g/m3, que es la más baja entre los materiales metálicos prácticos, siendo casi 2/3 de la del aluminio y 1/4 de la del acero. El magnesio también tiene las ventajas de una resistencia específica superior, resistencia a prueba de estrés específica, capacidad de amortiguación de vibraciones, disipación del calor, estabilidad dimensional, capacidad de blindaje electromagnético, capacidad de maquinado y reciclabilidad. Sin embargo, debido a que las aleaciones generales de magnesio tienen una estructura hexagonal compacta (estructura cristalina de HCP), como se muestra en la Fig. 1, la deformación plástica a gran escala a temperatura ambiente no es tan fácil como con otras estructuras cristalinas. Además, las propiedades mecánicas de las aleaciones de magnesio no son significativamente superiores a las de las aleaciones de aluminio. Debido a estos problemas, se han logrado pocos avances en la aplicación práctica. La aleación de magnesio tipo apilamiento de largo periodo (LPSO), desarrollada por Kawamura et al. 1) en 2001, simultáneamente logra una alta resistencia, alta resistencia al calor e incombustibilidad y ha sido objeto de investigación activa. Kawamura et al. realizaron la estructura LPSO con Mg97Zn1Y2 mediante el método de metalurgia de polvo de solidificación rápida. La estructura LPSO, como su nombre lo sugiere, es una estructura con una disposición atómica a largo plazo en comparación con las aleaciones de magnesio convencionales. Se ha reportado que un mecanismo de deformación llamado deformación por curvado ocurre en microrregiones en esta estructura LPSO, y se cree que la formación de bandas de deformación por curvado contribuye a una alta resistencia. Hagihara et al. 2) realizaron pruebas de compresión de materiales solidificados unidireccionalmente con una estructura monofásica LPSO e investigaron el cambio de orientación causado por las bandas de deformación. El cambio de orientación causado por las bandas de deformación no tiene un valor fijo, como el que se presenta en el caso de la deformación gemela, sino que muestra una amplia distribución. Con base en esto, algunos investigadores han mantenido que las bandas de deformación son causadas por la deformación por curvado y no por la deformación gemela. Por otra parte, Kishida et al. 3) propusieron que las bandas de deformación distintivas formadas por las aleaciones del sistema Mg-Al-Gd que contienen la fase LPSO no se forman por la deformación por curvado, sino por la deformación gemela seguida de la rotación del cristal. Debido a que los gemelos que se producen aquí son un sistema gemelar llamado gemelos de tracción {112ത1} y rara vez se ha reportado en magnesio y sus aleaciones, es posible que la estructura LPSO tenga un papel fundamental en la formación de este sistema gemelar. Por lo tanto, aún hay muchos puntos desconocidos en relación con la deformación por curvado de la fase LPSO, y es necesario dilucidar el comportamiento detallado de esta deformación por curvado para un mayor desarrollo de aleaciones de magnesio tipo LPSO.

8 de diciembre de 2025 GMT