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Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales. Director/es: Vigna, Gustavo; Luppo, María Inés

La producción de componentes de aleaciones de Ti, particularmente Ti-6Al-4V, encuentra frecuentemente algunas dificultades en la obtención de la microestructura final deseada, lo cual conlleva a una disminución en las propiedades mecánicas del material. Los procesos termohidrogenantes [PTH] tienen como finalidad producir la modificación de ciertas características microestructurales, sin la necesidad de recurrir a los tratamientos termomecánicos; que si bien son efectivos para transformar la fase alfa laminar en alfa equiaxiada, también incluyen importantes deformaciones en el campo bifásico [alfa + beta]. Los PTH consisten en un tratamiento de solubilización en beta antes, durante o después de la hidrogenación, un posible tratamiento de envejecimiento por debajo de la temperatura beta transus hidrogenada y, por último, la deshidrogenación en vacío. El desarrollo de tratamientos empleando al hidrógeno como un elemento de aleación temporario condujo a la creación de una clase original de microestructuras, las cuales son más finas que las estructuras equiaxiadas y con muy buenas propiedades en lo que respecta a resistencia a la tracción. En el presente trabajo se estudiaron dos procesos temohidrogenantes en Ti-6Al-4V destinados a modificar la microestructura, uno basado en la descomposición eutectoide de la fase beta sub H [PTH-A] y otro que consiste en la descomposición isotérmica de la martensita alfa" [PTH]-B. Mediante los PTH realizados en muestras con microestructuras iniciales de fase alfa laminar separadas por delgadas láminas de fase beta, se obtuvieron microestructuras finales de fase alfa fina y fase beta dispersa. Se logró incrementar la tensión de fluencia y la resistencia a la tracción, con una merma de la ductilidad. Los mejores resultados se obtuvieron aplicando el PTH-A.

The production of titanium alloy components, particularly Ti-6Al-4V, frequently finds some difficulties to obtain the wished final microstructure, which leads to a reduction in the mechanical properties of the material. The thermo-hydrogen processes [THP] allows the modification of certain microstructural characteristics, without resorting to the thermo-mechanicals processing; although the latter, are effective to transform the alpha phase from lamellar to equiaxed, it is also involves important deformations in the two-phase field [alpha + beta]. PTH consists of a beta solution treatment before, during, or alter hydrogenation, a possible aging treatment below the hydrogenated beta transus temperature, and a final dehydrogenation in vacuum atmosphere. The development of treatments using hydrogen as a temporary alloying element leads to the creation of an original class of microstructures, which are finer than the conventional equiaxed structures and with very good properties with regard to tensile strength. In the present work two thermo-hydrogen processes on Ti-6Al-4V were studied in order to modify the microstructure, one of them is based on the eutoctoid decomposition of the beta sub H phase [PTH-A]; the other one consisted in the isothermal decomposition of the martensite alpha" [PTH-B]. By using PTH in samples with initial microstructures consisting of lamellar alpha phase separated by thin beta phase plates, final microstructures of fine phase alpha with dispersed phase beta were obtained. It was found that the yield stress and the tensile strength were enhanced, with a decrease of the ductility. The best results were obtained applying PTH-A.