Síntesis y caracterización de aluminio reforzado con partículas intermetálicas (Ni,Cu)3Al por aleado mecánico

En el presente trabajo, la técnica de aleación mecánica se usó en diferentes condiciones para obtener con éxito el (Ni, Cu)3Al de polvos de una mezcla inicial de níquel aluminio y polvos de cobre molidos en un molino de bolas planetario con una concentración de 50, 25 y 25, en una atmósfera controlada de nitrógeno. El estudio de las aleaciones de NiAlCu se llevó a cabo para determinar la influencia de las adiciones en la microestructura y las propiedades mecánicas de una solución sólida intermetálica de Ni3Al con átomos sustitutivos de cobre. El compuesto obtenido se caracterizó por difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. Los resultados muestran que, durante el proceso de aleación mecánica, se forma una nueva fase intermetálica después de 8 horas a 500 rpm con un tamaño promedio de 12 micras y después de 28 horas a 450 rpm con un tamaño promedio de 6 micras, mientras que, a 400 rpm, la fase intermetálica no se forma, aunque los polvos se refinan a un tamaño promedio de 5 micras. Posteriormente se realizó la dispersión de partículas intermetálicas (Ni, Cu)3Al en una matriz de aluminio a través de la molienda mecánica de baja energía como una alternativa a la fundición por agitación convencional. Los polvos precursores consistieron en (Ni, Cu)3Al y partículas de Al de grado reactivo con un tamaño promedio de 15 y 3 micras respectivamente. Las concentraciones utilizadas fueron 3, 5, 8 y 10% en peso de los polvos intermetálicos. Después de 4 h de molienda, los polvos obtenidos se compactaron en una prensa unidireccional con una presión de 930 MPa y los compactos en verde obtenidos se sinterizaron a 500°C en un horno de atmósfera controlada durante 2 horas. los resultados fueron materiales compuestos con nuevas propiedades con un aumento microdureza Vickers, así como un aumento de la resistencia a la compresión y la rigidez a medida que aumentaba el porcentaje de partículas dispersas.

In this work, the mechanical alloying technique was used under different conditions to successfully obtain the (Ni,Cu)3Al at. % powders from an initial mixture of nickel aluminum and copper powders milled in a planetary ball mills with a concentration of 50, 25 and 25, in a controlled atmosphere of nitrogen. The study of NiAlCu alloys was carried out to determine the influence cooper additions on the microstructure and mechanical properties of a Ni3Al intermetallic solid solution with copper substitutional atoms. The obtained compound was characterized by x-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show that during the mechanical alloying process a new intermetallic phase is formed after 8 hours at 500 rpm with an average size of 12 microns and after 28 hours at 450 rpm with an average size of 6 microns, meanwhile when the milling revolutions decrease to 400 rpm, the intermetallic phase does not form although the powders are refined to an average size 5 microns. Subsequently, the dispersion of (Ni,Cu)3Al intermetallic particles in an aluminum matrix via low energy Mechanical Milling was carried out as an alternative to conventional stir casting. The precursor powders consisted in (Ni,Cu)3Al and reactive grade Al particles with an average size of 15 and 3 microns respectively. The concentrations used were 3, 5, 8 and 10 wt.% of the intermetallic powders. After 4h of milling the obtained powders were compacted in a unidirectional press with a pressure of 930 MPa and the obtained green compacts were sintered at 500 ° C in a controlled atmosphere oven for 2 hours. Result showed that the bulk composites displayed an increase of the Vickers Microhardness as well as an increase in compressive strength and stiffness as the percentage of dispersed particles increased.