Mechanical behavior and related microstructural aspects of a nano-lamellar TiAl alloy at elevated temperatures

Las aleaciones intermetálicas avanzadas basadas en γ-TiAl, que se solidifican a través de la fase β desordenada, como la aleación TNM+, son consideradas como los candidatos más prometedores para aplicaciones estructurales a altas temperaturas en las industrias aeroespacial y automotriz, donde se están utilizando cada vez más. En particular, las microestructuras resistentes a la fluencia requeridas para aplicaciones a alta temperatura, es decir, las microestructuras finas totalmente lamelares, se pueden obtener mediante tratamientos térmicos de dos pasos. De este modo, se observa un aumento en la resistencia a la fluencia con la disminución del espaciamiento entre las interfaces lamelares. Una vez que las estructuras lamelares alcanzan dimensiones a escala nanométrica, los mecanismos de deformación cambian de manera dramática. Por lo tanto, este estudio se centra en una caracterización detallada de los fenómenos de deformación a altas temperaturas prevalentes en las aleaciones TiAl nano-lamelares mediante experimentos de fluencia en tracción y espectroscopía mecánica. Al exponerse a fluencia, se producen cambios microestructurales en la estructura lamelar, que se analizan mediante el uso comparativo de difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y transmisión, así como tomografía de sonda atómica. Los parámetros de activación de la fluencia determinados por caracterización mecánica sugieren que el proceso dominante es el ascenso de dislocaciones mediante la formación de pares de deslizamiento. Las dislocaciones involucradas en la deformación están, en las aleaciones TiAl nano-lamelares, situadas en las interfaces lamelares. Durante la exposición a la fluencia, se observa la precipitación de la fase βo y partículas de silicio-zirconio emanando de la fase α2, lo cual se debe a la acumulación de Mo y Si en las interfaces lamelares.