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FACTIBILIDAD DE UNIÓN DEL SISTEMA DISÍMIL: COMPÓSITO DE MATRIZ METÁLICA DE ALUMINIO REFORZADO CON GRAFITO/A380 MEDIANTE EL PROCESO BRAZING SIN Y CON DEPOSICIÓN DE NANOCAPAS DE BISMUTO
JORGE TAPIA LOPEZ
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UNIONES DISÍMILES POR BRAZING
En este trabajo de investigación, se estudió en dos etapas la factibilidad de soldar por brazing, empleando un calorímetro de barrido diferencial (DSC), el sistema disímil A380/CMMAl/G, sin y con la deposición previo al brazing de nanocapas de Bi. En este contexto, la factibilidad se centró en un diseño de experimentos, con el fin de correlacionar los parámetros del brazing con las variables de respuesta mecánica (microdureza y módulos elásticos). Debido a que no existe literatura suficiente para establecer los parámetros en este sistema, así como su respuesta mecánica. A continuación, se describen las dos etapas: En la primera etapa, se llevó a cabo la caracterización de la materia prima por microscopía electrónica de barrido (MEB) y calorimetría de barrido diferencial. La aleación A380 presentó intermetálicos α y β-AlFeSi, así como precipitados de Mg2Si embebidos en la matriz de aluminio. En el caso del CMMAl/G se observó un refuerzo de fibras discontinuas de grafito como material reforzante en la matriz de aluminio no aleado. El metal de aporte en pasta de Al-Si, presentó un pico endotérmico a 580.47 °C que denota la temperatura liquidus de la pasta. En el CMMAl/G y A380 se presentaron eventos endotérmicos a 597.57° y 660.87 °C, respectivamente. Con base a los eventos endotérmicos detectados por DSC en la pasta, aleación A380 y CMMAl/G, se planteó soldar por brazing del sistema aluminio-aluminio (A380-A380) y el sistema disímil A380/CMMAl/G a 550°, 600° y 650 °C por 1 hora sin nanocapas de Bi. En este caso, el sistema disímil no soldó a ninguna temperatura debido a la formación capas ricas de oxígeno y carbono que interfirieron en la soldabilidad. Excepto, la aleación A380-A380 se soldó a 600 °C por 1 h y observándose por MEB intermetálicos alargados de β-AlFeSi. Con base a los resultados obtenidos y analizados en la primera etapa, se procedió a realizar el brazing con base a un diseño de experimentos 2K considerando tres factores y dos niveles, además de cuatro puntos centrales. En este caso, se establecieron los parámetros: temperaturas de 600° y 650°C por 1 h de permanencia con deposición previo por evaporación térmica de nanocapas de 100 y 200 nm de espesor de Bi sobre la superficie del CMMAl/G. Los resultados informaron que a 10 μm de la zona de unión hacía la matriz de la aleación A380 y soldadas a 650° C por 1 h con 200 nm de espesor de Bi, tienen mejores valores de microdurezas y módulos elásticos de 133 HV y 74.89 GPa, respectivamente.
2018-12
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
CIENCIAS TECNOLÓGICAS
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