SUPERPLASTICIDAD

SUPERPLASTICIDAD
INTRODUCCIÓN
Deformación plástica: al eliminar la tensión aplicada sobre el material, éste no recupera
sus dimensiones iniciales, es decir, los átomos se desplazan a otras nuevas posiciones.
Por lo tanto podemos comparar la plasticidad de los materiales en función de sus
propiedades:
 Metales: el enlace metálico permite un deslizamiento sencillo de las
dislocaciones bajo pequeñas tensiones aplicadas y en cualquier dirección. Esto
nos indica la alta plasticidad de estos materiales.
 Cerámicos: debido a su enlace fuerte iónico-covalente, estos materiales son
poco deformables (baja plasticidad). Podemos aumentar la deformación
aumentando la temperatura ya que permite el deslizamiento de bordes de grano
(mayor plasticidad).
 Polímeros: en función del tipo de polímero será más o menos deformables. Un
polímero termoestable será poco deformable y un polímero termoplástico tendrá
alta plasticidad (al aumentar la temperatura se deforma plásticamente pero
recupera su forma al enfriarse). Sin embargo, los elastómeros son deformables
pero no recuperan su forma inicial tras calentar.
SUPERPLASTICIDAD
Es un fenómeno que se da cuando procesamos especialmente un material y le aplicamos
un tratamiento térmico, como consecuencia dicho material puede llegar a deformarse.
La superplasticidad es más común en metales pero también en aleaciones como Ti-6%
Al-4% V; Cu-10% Al y Zn-23% Al.
Algunos materiales aeroespaciales tienen propiedades superplásticas y están basadas en
aleaciones de Ti.
Las características que deben cumplir los materiales superplásticos son:
- El material tiene que tener una estructura de grano fina, pues su diámetro tiene
que ser inferior a 0,005 mm.
- La aleación debe de deformarse a una T de 0,5 a 0,65 veces su T de fusión.
- La velocidad de deformación es un proceso lento dado que la tensión para
deformar la aleación es sensible a la velocidad de deformación.
- Los bordes de grano deben de deslizarse fácilmente cuando aplicamos una
fuerza.
Vemos algunos ejemplos de materiales superplásticos:
ALÚMINA (AL2O3):
- Se utiliza para contener metal fundido u operar a alta T, donde se requiere alta
resistencia.
- Se utiliza como sustrato aislante para soporte de circuitos integrados como en las
bujías.
- También se puede utilizar para uso dental y médico.
- La alúmina dopada o con impurezas de Cr (rubí) es un láser.
ALEACIONES:
El titanio es un metal relativamente ligero pero tiene alta resistencia. Es un material
caro porque su extracción en estado puro es difícil pero a altas temperaturas se combina
con O2 , N2, H2,C y Fe. Elementos tales como el Al y el O2 estabilizan la fase  y
aumentan la temperatura a la que la fase  se transforma en la fase . El V y el Mo
estabilizan la fase  y disminuyen la temperatura a la que esta fase es estable (el Cr y Fe
también disminuyen la T).
Aleaciones titanio-beta: aunque adiciones grandes de V y Mo producen una
estructura completamente β a Tamb ninguna de ellas llega a tal grado. Sin embargo,
al tener estabilizadores β, produce una estructura metaestable debido a un
enfriamiento rápido. El endurecimiento es debido a la gran cantidad de elementos
aleantes endurecedores y al envejecimiento de la estructura β metaestable,
precipitando α.
Aplicaciones: pernos de alta resistencia mecánica, vigas y piezas aeroespaciales.
Aleaciones titanio alfa-beta: estas aleaciones tienen dos fases: α y β. Debido a
esto se pueden usar tratamientos térmicos para controlar sus microestructuras y
propiedades. El recocido logra una combinación de alta ductilidad, propiedades
uniformes y buena resistencia mecánica. Un enfriamiento lento proporciona buena
ductilidad y conformabilidad pero también dificulta la nucleación de grietas de
fatiga. Un enfriamiento más rápido provoca una baja proporción de crecimiento de
grietas de fatiga, buena tenacidad a la fractura y buena resistencia a la fluencia.
Aplicaciones: componentes para estructuras aéreas, cohetes, turborreactores y
trenes de aterrizaje.