ESTUDIO DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALEACIONES EN BASE A COBRE EVALUANDO SU USO COMO MATERIAL PARA FABRICACIÓN DE REVESTIMIENTO DE TECHUMBRES

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1 ESTUDIO DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALEACIONES EN BASE A COBRE EVALUANDO SU USO COMO MATERIAL PARA FABRICACIÓN DE REVESTIMIENTO DE TECHUMBRES Tesis para optar al título de: Ingeniero Civil en Obras Civiles Profesores patrocinantes: Claudio Aguilar R. Doctor en ciencias de la ingeniería Rolando Ríos R. M.Sc. Ing. Mecánica LEONARDO PASCUAL CELEDÓN GALÁN Valdivia-Chile 2012

2 ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN Planteamiento del problema Objetivos Objetivo general Objetivos específicos Hipótesis DESARROLLO TEÓRICO Reseña histórica del aleado mecánico (AM) Definición de AM Tipos de molinos para realizar AM Descripción del proceso de AM Técnicas de análisis Difracción de rayos X (DRX) Microscopía electrónica de barrido (MEB) Densidad verde Dureza DESARROLLO EXPERIMENTAL Obtención de aleaciones por AM... 9

3 3.1.1 Características de los materiales y equipos Fabricación de aleaciones Variables consideradas Técnicas de análisis Difracción de rayos X (DRX) Microscopia electrónica de barrido (MEB) Elaboración de probetas Características de los materiales y equipos Compactación de aleaciones Normalización de probetas Dureza Ensayo a compresión de probetas Variables consideradas Modelación de probetas en Pro-Engineer RESULTADOS Y ANÁLISIS Difracción de rayos X (DRX) Parámetro de red (a) Difractogramas Microscopia electrónica de barrido (MEB) Densidad... 26

4 4.4 Dureza Propiedades mecánicas obtenidas empíricamente Modulo elástico Esfuerzo de fluencia Esfuerzo máximo Esfuerzo de rotura Porcentaje de elongación Propiedades mecánicas obtenidas en Pro-Engineer Revestimiento de techumbres en base a cobre Comparación de propiedades mecánicas de cobre DHP frente a aleaciones estudiadas CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA... 56

5 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Esquema Molino Attritor... 4 Figura 2. Cámara de guantes... 9 Figura 3. Bolas de acero inoxidable Figura 4. Molino Atritor de bolas Figura 5. Molino attritor-camara de guantes (Purga) Figura 6. Matriz para fabricación de probetas Figura 7. Prensa hidráulica Mohr and Federhaff AG Figura 8. Compactación de polvos Figura 9. Extracción de la probeta Figura 10. a) Probeta verde. b) Normalización de probeta Figura 11. Durómetro Integrated Hardness tester modelo TH Figura 12. Máquina de ensayos Instron Modelo Figura 13. Probeta normalizada Figura 14. Propiedades del material de la probeta Figura 15. Sistema de Cargas externas aplicadas a la probeta Figura 16. Variación del parámetro a de red cristalina FCC de la aleación Cu-10Cr-10Mo en función del tiempo de molienda 22 Figura 17. a) Evolución de los difractogramas para aleación Cu-10%

6 peso Cr. b) evolución de difractogramas de los picos más intensos de cobre {111}, en función del tiempo de molienda Figura 18. Imágenes MEB. a) Cu-10Cr-10Mo a 10 horas. b) Cu-10Cr-10Mo a 25 horas de molienda Figura 19. Variación de la densidad en función del tiempo de molienda Figura 20. Variación de la dureza en función del tiempo de molienda Figura 21. Diagrama esquemático tensión-deformación con deformación elástica lineal Figura 22. Variación del módulo de Young en función del tiempo de molienda Figura 23. Esfuerzo de fluencia arbitrario, determinado por el método de desplazamiento Figura 24. Variación del Esfuerzo de Fluencia en función del tiempo de molienda Figura 25. Variación del Esfuerzo máximo en función del tiempo de molienda Figura 26. Diagrama típico de Esfuerzo-deformación unitaria para un material frágil, mostrando el límite de proporcionalidad (A) y el esfuerzo de fractura (B) Figura 27. a) Variación del Esfuerzo de Rotura en función del tiempo de

7 molienda. b) Diagrama Tensión-Deformación para aleación Cu (25h)-P1 según ensayo a compresión Figura 28. Variación del Porcentaje de elongación en función del tiempo de molienda Figura 29. a) Gráfico de colores, desplazamiento (mm). b) Probeta ensayada Figura 30. Concentración de Esfuerzos Figura 31. Deformación mm/mm Figura 32. Diagrama Tensión-Deformación para aleación Cu (10h)-P1 según ensayo a compresión Figura 33. Efecto del trabajo en frío en las propiedades mecánicas del cobre... 52

8 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Dimensiones y densidades probetas verdes de aleaciones según el tiempo de molienda.. 27 Tabla 2. Dureza en escala Brinell (HB) de caras laterales y extremos de las probetas Tabla 3. Modulo de Young (MPa) de probetas verdes Tabla 4. Esfuerzo de fluencia desplazado 0,1% de la deformación Tabla 5. Esfuerzo máximo (MPa) de probetas verdes Tabla 6. Esfuerzo de rotura (MPa) de probetas verdes Tabla 7. Porcentaje de elongación (%) de probetas verdes Tabla 8. Propiedades probeta P1 obtenidas en ensayo compresión Tabla 9. Propiedades físicas de CU-DHP Tabla 10. Propiedades mecánicas de CU-DHP para el estado medio duro R Tabla 11. Equivalencia entre Dureza Brinell y resistencia a la Tensión... 50

9 RESUMEN El objetivo general de esta tesis es estudiar las propiedades mecánicas de aleaciones Cu-Cr y Cu-Cr-Mo con estructuras nanométricas obtenidas a través de un molino Atritor, comparándolas con las propiedades de materiales en base a cobre actualmente utilizados en revestimiento de techumbres. Las aleaciones fabricadas fueron Cu-10%Cr y Cu-10%Cr-10%Mo con tiempos de molienda de 10, 15 y 25 horas, y con una razón de carga bolas/polvo de 10/1, las cuales fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. Para medir las propiedades mecánicas como desplazamientos, esfuerzos y deformaciones de estas aleaciones, se compactaron los polvos obteniendo probetas verdes normalizas, las cuales fueron ensayadas a compresión. Las propiedades mecánicas obtenidas de este ensayo fueron modeladas por medio del software Pro-Engineer. Finalmente se compararon las propiedades mecánicas de las aleaciones obtenidas por AM, con las propiedades de los materiales en base a cobre utilizados actualmente como revestimiento para techumbres, encontrándose que las aleaciones estudiadas presentan mejores propiedades mecánicas (dureza, resistencia) que el cobre utilizado para revestimiento de techumbres.

10 SUMMARY The main objective of this work is to study the mechanical properties of the nanostructures alloys Cu-10Cr and CU-10Cr-10Mo which were obtained through a mill Attritor and compared with the properties of the copper materials currently used in coating roofs. The alloys manufactured were Cu-10%Cr and Cu-10%Cr-10%Mo with milling times of 10, 15 and 25 hours, and with a loading ratio balls/powder of 10/1, which were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM). For measuring mechanical properties like displacements, strain and stress of these alloys, the powders were compacted obtaining green standard specimens, which were tested in compression. The mechanical properties obtained in this study were modeled using Pro-Engineer software. Finally, the mechanical properties of the alloys obtained by PM were compared with the properties of the copper materials currently used in coating roofs. Finding that the studied alloys have better mechanical properties (hardness, resistance) that the copper used for coating of roofs.

11 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Planteamiento del problema La construcción de casas y edificios ha tenido un crecimiento importante y como consecuencia de ello ha aumentado la demanda de cobre. Así mismo, ha habido un mayor interés en el uso arquitectónico del cobre, como por ejemplo, en las techumbres y en canaletas de agua. Debido a esto se están buscando las mejores aleaciones posibles que en conjunto con el cobre proporcionen un material compuesto que entregue seguridad, estabilidad y economía en el ámbito de la construcción, en especial para ser utilizado como revestimiento para techumbres. Sin embargo, el cobre puro no puede servir para todos los usos, sobre todo para los que requieren gran resistencia mecánica, buena maquinabilidad, resistencia a la corrosión y al desgaste. Por lo tanto, se desea obtener aleaciones en base a cobre que cumplan con estas exigencias, para lo cual se aleará con cromo y molibdeno comparando así las propiedades de estas aleaciones con las propiedades de materiales en base a cobre actualmente utilizados en revestimiento de techumbres. 1

12 1.2 Objetivos Objetivo general Estudiar las propiedades mecánicas de aleaciones Cu-Cr y Cu-Cr-Mo con estructuras nanométricas obtenidas a través de un molino Atritor, comparándolas con las propiedades de materiales en base a cobre actualmente utilizados en revestimiento de techumbres Objetivos específicos 1) Sintetizar aleaciones Cu-Cr y Cu-Cr-Mo usando un molino tipo Atritor con diferentes porcentajes de Cr, Mo, y tiempos de molienda. 2) Compactar las aleaciones Cu-Cr y Cu-Cr-Mo, obteniendo probetas normalizadas, las cuales serán ensayadas a compresión para medir las propiedades mecánicas. 3) Obtener propiedades mecánicas de las probetas mediante modelación por medio del software Pro-Engineer. 4) Comparar las propiedades mecánicas de las aleaciones obtenidas por AM, con las propiedades de los materiales en base a cobre utilizados actualmente como revestimiento para techumbres. 1.3 Hipótesis 1) Es posible fabricar aleaciones en base cobre mediante un molino Atritor, con mejores propiedades mecánicas, tales como dureza, resistencia, ductilidad, entre otras, para uso como revestimiento de techumbres. 2) El software Pro/Engineer, basado en el método de elementos finitos, permitirá el modelamiento adecuado del problema, bajo las condiciones de diseño específicas. 2

13 2 DESARROLLO TEÓRICO 2.1 Reseña histórica del aleado mecánico (AM) El proceso de aleación mecánica fue estudiado y desarrollado por primera vez a mediados de los 60 por John S. Benjamín [4] en el laboratorio de investigación de INCO en un esfuerzo por encontrar el modo de combinar el endurecimiento por dispersión de óxidos con el endurecimiento por precipitación de la fase γ en superaleaciones base níquel para aplicaciones en turbinas de gas. El término aleación mecánica o mechanical alloying (MA) fue introducido por E.C.McQueen a finales de los 60 y la primera producción comercial de un material endurecido por dispersión obtenido por este método se realizó a principios de la década de los 70 con la aleación INCONEL MA754, seguida de las MA 758 y MA 6000; todas ellas, superaleaciones base níquel. El endurecimiento producido por la dispersión de óxidos dio lugar a que estas aleaciones recibieran también el nombre de superaleaciones ODS, acrónimo de Oxide Dispersion Strengthened [1]. 2.2 Definición de Aleado mecánico (AM) Se entiende por AM un proceso de no-equilibrio en seco, principalmente, de molienda de alta energía, donde dos o más clases de polvos (pueden ser metales, aleaciones o compuestos) son mezclados, deformados, fracturados y soldados repetidamente, para lograr, como resultado, polvos aleados, con una composición química homogénea de fases estables o metaestables y una microestructura fina que contiene una elevada densidad de defectos cristalinos [2] Tipos de molinos para realizar AM Actualmente son tres los tipos de molinos que son utilizados para realizar aleado mecánico, la diferencia en ellos radica en la capacidad del molino o el aporte de energía a la molienda. Estos son: SPEX, planetario y atritor. Este último es el tipo de molino utilizado para esta investigación. 3

14 El molino Attritor (figura 1) también se denomina Szegvari, puede procesar entre 0.5 y 100 kg de polvos y consiste en un eje central con paletas (impeler) que gira a velocidades cercanas a 250 r.p.m. Al girar el impeler las bolas dentro del molino entran en movimiento generándose energía de colisión entre ellas y los polvos [3]. Figura 1. Esquema Molino Attritor [4] Descripción del proceso de AM El proceso de AM consiste en la carga de polvos en contenedores, generalmente de acero inoxidable, sellados con una atmósfera protectora de un gas inerte (argón) para evitar la oxidación. La carga es molida mediante bolas de acero inoxidable en un periodo de tiempo, que puede ir desde unos minutos hasta unos ciento de horas. El desgaste de estas bolas debido a la colisión entre ellas y el contenedor, ocasionan contaminación pudiendo altera las condiciones de moliendas ya que la razón bola/polvo disminuye debido a que las bolas erosionadas dejan de ser eficientes, la superficie erosionada atrapa menor cantidad de partículas y parte de la energía cinética de la bola es usada en seguir la erosión de la misma, por otra parte, elementos contaminantes provenientes de 4

15 las partículas de Fe se mezclan con los polvos de Cu, Cr o Mo, pudiendo entrar en solución [25]. Según SURYANARAYANA [4] el proceso de AM es una técnica de procesamiento de polvos en estado sólido que involucra la repetida soldadura, fractura y resoldadura de las partículas de polvo en un molino de alta energía. 2.3 Técnicas de análisis Mediante diversas técnicas de caracterización es posible obtener información sobre la morfología y microestructura de las aleaciones Difracción de rayos X (DRX) Se puede obtener información sobre la estructura cristalina de un material utilizando difracción de rayos X. Cuando un haz monocromático (de una sola longitud de onda) del mismo orden de magnitud que el espacio atómico del material lo golpea, los rayos X se dispersan en todas direcciones. La mayor parte de la radiación dispersa por un átomo anula la dispersada por otros átomos. Sin embargo, los rayos X que golpean ciertos planos cristalográficos en ángulos específicos se ven reforzados en vez de eliminados. Este fenómeno se conoce como difracción [5]. La técnica de difracción de rayos X es una poderosa e importante herramienta en el campo de la caracterización de materiales. Permite determinar los parámetros de las estructuras cristalinas y las fases presentes en un material, obteniendo información a escala atómica tanto de materiales cristalinos como no cristalinos [6] Microscopia electrónica de barrido (MEB) La microscopía electrónica de barrido (MEB), también conocida como SEM (Scanning Electron Microscopy), es una herramienta de gran utilidad para estudiar materiales a una escala muy pequeña, siendo un instrumento adecuado para 5

16 estudiar la morfología de los materiales cerámicos, metálicos, plásticos, materiales compuestos, etcétera. La MEB mediante un rastreo programado, barre la superficie de una muestra con un haz de electrones de alta energía, dando como consecuencia diversos tipos de señales. La primera de ellas se refiere a electrones arrancados de la propia muestra por la acción del haz incidente, dándonos así una señal que nos proporciona una imagen real de la superficie que estemos estudiando. La segunda señal, se refiere a los rayos X los cuales capturan la señal producida cuando un electrón es arrancado de una capa electrónica interna por efecto de la interacción con el haz incidente de electrones. Esta radiación constituye el fundamento de la microsonda de electrones, obteniéndose así un espectro de elementos, es decir un análisis químico elemental de la muestra. Se considera un electrón secundario aquel que emerge de la superficie de la muestra con una energía inferior a 50 ev, y un electrón retrodispersado (tercer señal) el que lo hace con una energía mayor. Estos electrones retrodispersados proceden en su mayoría del haz incidente que rebota en el material después de diferentes interacciones con energía superior a 50 ev [7]. La imagen de los electrones secundarios es una fotografía de la muestra en tres dimensiones, este tipo de imágenes permite estudiar tamaños y formas de granos o partículas, recubrimientos o poros en cualquier tipo de material, estudio de segregaciones y defectos microscópicos, identificaciones de materiales a través de su forma y tamaño, estudios de corrosión, degradación por fatiga, o cualquier otro deterioro que suponga una pérdida de material o desarrollo de microgrietas, por mencionar algunas de las aplicaciones [8]. La preparación de muestras es, en general, sencilla. Los requisitos indispensables que deben cumplir son ausencia de líquidos, es decir, la muestra tiene que estar seca y además debe ser conductora de la corriente eléctrica. Este último requisito se cumple en los metales pero no así en otro tipo de materiales, por lo que para hacer la muestra conductora se la recubre de una capa de algún material conductor como el carbón o el oro. Este recubrimiento ha de ser suficientemente 6

17 grueso como para que circule la corriente eléctrica que se deposita en la muestra y suficientemente delgado para que no enmascare o tape las características superficiales de interés. 2.4 Densidad verde Según la norma ASTM B Standart Terminology of Powder Metallurgy [9] densidad verde se define como la masa por unidad de volumen de una probeta compactada no sinterizada. Esta densidad viene dada por la ec. (1) donde: D g = es la densidad verde de una probeta cilíndrica compactada, g/cm 3. M = es la masa verde de la probeta compactada, g. D = es el diámetro de la probeta, cm. h = altura de la probeta, cm. Esta ecuación está dada en la norma ASTM B Standart Test Method for Compressibility of Metal Powders in Uniaxial Compaction [10]: Dg = 4 x M π x D x h (1) 2.5 Dureza Según CALLISTER [11] la dureza se define como la medida de la resistencia de un material a la deformación plástica localizada, ya sea por abolladura o ralladura. Por lo tanto la dureza se relaciona con la resistencia al desgaste de los materiales, lo cual la hace una propiedad mecánica interesante a considerar. Los índices de dureza se utilizan principalmente como base de comparación de materiales; de sus especificaciones para la manufactura y tratamiento térmico, para el control de calidad y para efectuar correlaciones con otras propiedades de los mismos. Por 7

18 ejemplo, la dureza Brinell está relacionada estrechamente con la resistencia a la tracción del acero mediante la relación siguiente: Resistencia a la tracción (MPa) = 3,4475 HB Se puede obtener un índice de dureza Brinell en pocos minutos sin destruir el componente, y obteniendo una buena aproximación de su resistencia a la tensión [5]. 8

19 3 DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 Obtención de aleaciones por AM Características de los materiales y equipos (a) Polvos: Se emplearon polvos fabricados en la empresa Equilab. Los polvos de cobre poseían una granulometría <74µm y 99% de pureza (el 1% restante corresponde a elementos como Oxigeno y Nitrógeno). Los polvos de cromo una granulometría <44µm y 99% de pureza. Y los polvos de molibdeno una granulometría <150µm y 99.99% de pureza. (b) Balanza: Se usó una balanza de marca Acculab Sartorius Group, con una precisión de 0.01 gr y una capacidad máxima de 610 gr. (c) Cámara de guantes: Se utilizó una cámara modelo Nitrogen Dry Box 850- NB (figura 2), bajo una atmosfera controlada por gas argón, perteneciente al laboratorio del Instituto de materiales y procesos termodinámicos de la Universidad Austral. Figura 2. Cámara de guantes. (d) Medio de molienda: Se usaron bolas de acero inoxidable Austenitico (figura 3); 10 bolas de 19mm, 50 bolas de 12mm, 100 bolas de 8mm y 200 bolas de 6.4mm. 9

20 Figura 3. Bolas de acero inoxidable. (e) Molino: Las aleaciones fueron realizadas en un molino tipo Atrittor (figura 4), con velocidad de rotación de 530rpm y una capacidad de 2Lt. perteneciente al laboratorio del Instituto de materiales y procesos termodinámicos de la Universidad Austral. Figura 4. Molino Atritor de bolas. (f) Gas inerte: Se usó argón con una pureza comercial cuya composición es de 99.9% Ar, 0.02% O 2 y 0.08% N 2. (g) Agente controlador: A cada aleación se agregó un 1% en peso (polvos) de ácido esteárico, pues se encontró que para procesar polvos de Cu esa 10

21 cantidad era lo óptimo. El ácido esteárico cambia la tensión superficial de los polvos durante la molienda evitando de este modo la soldadura en frío de las partículas Fabricación de aleaciones (a) Carga del contenedor Para cada aleación se pesa en la balanza; los medios de molienda (1127g aprox.), la cantidad de polvos (10% en peso de los medios de molienda) y el ácido esteárico (0.1% en peso de los medios de molienda). Luego se carga el recipiente del molino con los polvos, se cierra y se conecta al motor del molino. (b) Purgas en el contenedor El procedimiento para realizar la purga es el siguiente: 1) Se conecta el recipiente del molino a la cámara de guantes y se hace vacío hasta 25 in Hg. 2) Se cierra la válvula de vacío y se abre el estanque de argón (gas inerte). 3) Se repite este proceso 3 veces. 4) El estanque de argón queda conectado al molino de manera de evitar el ingreso de aire. Figura 5. Molino attritor-camara de guantes (Purga). 11

22 (c) Aleado mecánico en molino Atritor Se programa el sistema de control de tiempo, considerando el tiempo de funcionamiento, tiempo de pausa y tiempo total de molienda. (d) Recuperación de polvos Una vez finalizado el proceso de AM, los polvos son recolectados por medio de pinceles e introducidos en bolsas plásticas con cierre hermético para posteriormente ser analizados y compactados para la elaboración de probetas normalizadas Variables consideradas En investigaciones previas [3] se ha encontrado que para sistemas binarios la máxima solubilidad de Cr o Mo en Cu está alrededor de 10Cr o 10Mo para tiempos de molienda menores a 100 h. Por este motivo, es que las variables consideradas para este proyecto fueron las siguientes: (a) Tiempo de molienda: 10, 15 y 25 horas. (b) Porcentaje de soluto: Se consideraron los siguientes sistemas en porcentaje en peso: Cu, Cu-10 % Cr y Cu-10 % Cr-10 % Mo. (c) Razón carga bola/polvo: Se mantuvo constante en 10/ Técnicas de análisis Para el análisis de los polvos se utilizaron las siguientes técnicas: Difracción de rayos X (DRX) El difractómetro utilizado fue un modelo Siemens D5000 perteneciente al Departamento de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad de Santiago de Chile. Las difracciones fueron realizadas en un rango de barrido de ángulo 2θ entre 38º y 120º con un ángulo por paso de 0.02º y un tiempo de 1 segundo en cada paso. Se 12

23 utilizó un ánodo de Cu para producir los rayos con una longitud de onda de 0, nm Microscopia electrónica de barrido (MEB) El tamaño y la forma de las partículas del polvo se determinaron por medio de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Se utilizó el equipo del Departamento de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad de Santiago de Chile. El microscopio usado corresponde a un Modelo Jeol Elaboración de probetas Características de los materiales y equipos (a) Matriz: Provista de un material de acero inoxidable 316L, la matriz mostrada en la figura 6 posee una perforación interior de 13.33mm de diámetro, permitiendo así obtener probetas normalizadas. Figura 6. Matriz para fabricación de probetas (b) Punzón: Fabricado con acero AISI 3043, posee un diámetro de 13.03mm que permite penetrar de manera ajustada a la matriz, lográndose un desplazamiento adecuado. (c) Dado inferior: Fabricado también con acero AISI 3043, y diámetro 13.03mm, que permite que el dado sea removido una vez terminada la compactación para proceder a la eyección de la probeta. 13

24 (d) Lubricante: Como lubricante se utilizó estearato de zinc en polvo, con el fin de disminuir el roce entre las partículas y de estas con las paredes de la matriz. (e) Máquina de ensayos: Prensa hidráulica marca Mohr and Federhaff AG (figura 7) fabricada en Mannheim Alemania, perteneciente al laboratorio de ensaye de materiales de la Escuela de Ingeniería Naval. La capacidad de carga máxima es de 40 toneladas. Figura 7. Prensa hidráulica Mohr and Federhaff AG Compactación de aleaciones En la compactación se obtiene la forma deseada de la pieza, con dimensiones muy aproximadas, para su posterior ensayo a compresión. El proceso requiere que la pieza en verde tenga la suficiente resistencia que permita su manipulación aunque cuidadosa. Si bien casi la totalidad de los compactos obtenidos no presentaron problemas de compactación, en una ocasión se obtuvieron probetas que se fracturaban al ser manipuladas, por lo que se descartaron para el siguiente ensayo de compresión haciéndose necesario repetir la compactación. El proceso descrito a continuación está basado en la Norma ASTM B Standard 14

25 Practices for Production and Preparation of Powder Metallurgy (PM) Test Specimens [12]. (1) La matriz debe estar limpia y libre de cualquier elemento abrasivo que pueda interferir en la compactación. (2) Impregnar la matriz y los punzones con lubricantes sólidos como estearato de zinc. En este trabajo no se aplicó lubricante debido a problemas que este produjo en el conformado de las probetas en el proceso de compactación. (3) Colocar el punzón más pequeño en el soporte de prensa de compactación y luego llenar la matriz con el material metálico con una cantidad aproximadamente de 22 g para una matriz de 13 mm de diámetro. Golpear la matriz suavemente para que el polvo se asiente un poco y colocar el punzón de la parte superior. (4) Un vez colocado el punzón en la parte superior, realizar una precarga de 35 MPa con el embolo de la prensa de compactación para asegurar el alineamiento del sistema punzón matriz (figura 8). Una vez asegurada la alineación proceder a realizar la carga hasta la presión de compactación final. Figura 8. Compactación de polvos. (5) Descargar suavemente la carga aplicada para evitar que la concentración de tensiones en el material no genere defectos o grietas que puedan afectar la resistencia en verde del compacto. (6) Retirar el punzón inferior y colocar unos soporte que eviten el contacto del compacto o del punzón superior con la parte inferior de la prensa de 15

26 compactación, asegurándose de tener la altura correcta para la eyección del compacto, se pone en contacto el embolo superior de la prensa con el punzón superior y se aplica la carga que permite la eyección del compacto, se recomienda colocar un trozo de papel en la salida del compacto para evitar que se dañe o deforme al momento de salir de la matriz de compactación, tal como se muestra en la figura 9. Figura 9. Extracción de la probeta Normalización de probetas Una vez finalizado el proceso de compactación se obtiene como producto probetas verdes o no sinterizadas (figura 10a). Estas probetas deben variar ciertas dimensiones para así obtener probetas estandarizadas. Para lograr estas medidas se procedió a reducir el largo de las probetas en rangos de 1-3mm para lograr una altura de 25mm (ASTM E9-09 Standard Test Methods of Compression Testing of Metallic Materials at Room Temperature [13]). Se realizó utilizando una pulidora (figura 10b) perteneciente al Instituto de Materiales y Procesos Termomecánicos. El diámetro no es necesario modificarlo ya que la probeta en verde ya posee la dimensión especificada por la norma. 16

27 a) b) Figura 10. a) Probeta verde. b) Normalización de probeta Dureza Para medir la dureza de las probetas, se utilizó un durómetro (Integrated Hardness tester) modelo TH 170, perteneciente al laboratorio de Sólidos de la Universidad Austral. Figura 11. Durómetro Integrated Hardness tester modelo TH Ensayo a compresión de probetas A partir del ensayo de compresión se puede obtener información relacionada con la resistencia, rigidez y ductilidad de un material. Datos que son directamente entregados por el software Instron conectado a la máquina de ensayos. Los ensayos de compresión de las probetas normalizadas fueron realizados en la máquina Instron Modelo 4469 cuya capacidad máxima es de 5 KN. Dichos ensayos fueron realizados basándose en la Norma ASTM E9-09 Standard Test Methods of Compression Testing of Metallic Materials at Room Temperature [13]. 17

28 3.4.1 Variables consideradas Figura 12. Máquina de ensayos Instron Modelo Las variables consideradas para el ensayo de compresión fueron las siguientes: (a) Dimensiones probeta: Probeta sólida de forma cilíndrica, altura=25mm, diámetro=13mm. (b) Velocidad de ensayo: 1 mm/min. (c) Umbral de carga: El ensayo finaliza con la ruptura de la probeta. (d) Cantidad de probetas: Se consideraron 3 probetas para cada aleación. 3.5 Modelación de probetas en Pro-Engineer El software Pro/Engineer empleado en los análisis de este estudio, se basa en el método de elementos finitos. Entre la variedad de análisis que se pueden realizar mediante el MEF destaca el análisis estático. Este tipo de análisis permite determinar esfuerzos, desplazamientos y deformaciones que se manifestarán en la pieza en estudio, en donde se puede observar zonas altamente solicitadas o zonas de menores solicitaciones, que permitirá realizar una comparación con los resultados obtenidos del ensayo empírico. A continuación se presentan las etapas del proceso de modelamiento en Pro/Engineer, específicamente el módulo Pro/Mechanica Structure. Forma geométrica del modelo: Se considera una probeta estandarizada según [13], esto es altura h=25mm y diámetro d=13mm. 18

29 Figura 13. Probeta normalizada [13]. Datos de entrada característicos, como especificación del tipo de material a usar y las propiedades de los elementos que componen el modelo. Figura 14. Propiedades del material de la probeta. Aplicar condiciones de contorno o restricciones de movimiento según corresponda: Se considera un extremo fijo de la probeta y el otro móvil en la dirección de la carga. Importante es destacar que también se modeló un extremo empotrado de la probeta, sin observarse diferencias en los resultados obtenidos. 19

30 Sistema de cargas equivalentes que simulen la fuerza externa aplicada al sistema: Se aplica una carga uniformemente distribuida en el extremo libre superior de la probeta. Figura 15. Sistema de Cargas externas aplicadas a la probeta. El software Pro/Engineer genera una malla automáticamente, en el cual el número de elementos y nodos depende de la aproximación polinomial utilizada. Con el fin de obtener resultados más exactos se utilizó la máxima convergencia posible, a través de una aproximación polinomial de grado 9. Una vez finalizadas todas las etapas, los resultados se presentan en listados y también se pueden visualizar las zonas críticas con sus respectivos esfuerzos, desplazamientos y deformaciones cuyas magnitudes se muestran con distintos niveles colores. 20

31 4 RESULTADOS Y ANÁLISIS 4.1 Difracción de rayos X (DRX) A continuación se darán a conocer los resultados de los análisis de Difracción de rayos X, específicamente se analizará como varía el parámetro de red cristalina en función del tiempo de molienda y se analizarán los máximos de intensidad de los perfiles de difracción para las aleaciones de Cu-10Cr y Cu-10Cr-10Mo Parámetro de red (a) El parámetro de red cristalina del cobre se calculó desde el análisis de los perfiles de difracción, utilizando el método propuesto por Cohen [18] y los resultados se presentan en la figura 16, en la cual se consideró el promedio de la familia de planos basales. En ella se aprecia una disminución del parámetro de red del cobre a medida que aumenta el tiempo de molienda hasta 15h. Sin embargo, posteriormente a esto el parámetro a de la estructura FCC de aleación de cobre aumenta su dimensión. Esta variación no es constante debido a que varía la cantidad de átomos de cromo y molibdeno que ingresan sustitucionalmente en la estructura cristalina del cobre. El radio atómico del cromo (0.127nm) [19] es menor que el radio atómico del cobre (0.128nm) [19] y, a su vez, el radio atómico del molibdeno (0.145nm) [19] es mayor que el del cobre. Por tanto, al entrar átomos de cromo en cobre, disminuye el parámetro de red y al entrar átomos de molibdeno, el parámetro de red del cobre experimenta una expansión. Así, durante la aleación, se producen ambos efectos en conjunto. Si se considera, por una parte, que el cobre y el cromo tienen una menor diferencia de radios atómicos que el cobremolibdeno, se puede concluir que los átomos de cromo presentan condiciones más favorables para entrar en solución en cobre que los de molibdeno. 21

32 Figura 16. Variación del parámetro a de red cristalina FCC de la aleación Cu-10Cr-10Mo en función del tiempo de molienda Difractogramas La figura 17 muestra la evolución de los difractogramas para la aleación de Cu- 10Cr, así como también la evolución de difractogramas de los picos más intensos de cobre en función del tiempo de molienda. A modo de describir cualitativamente los máximos de intensidad, se puede decir que estos no disminuyen en intensidad en forma regular con el tiempo. Como podemos ver en la figura 17a, se observa que para la aleación Cu-10Cr (15h) el máximo de intensidad del cobre es menor en relación al mostrado a 10 horas de molienda, lo que en un principio significaría que átomos de Cr han entrado en solución sólida. Pero podemos apreciar también que hay un incremento del máximo de intensidad del cobre para la aleación Cu-10Cr (25h) respecto a las aleaciones de menor tiempo de molienda, lo que contradice la apreciación anterior. Sin embargo la intensidad de los máximos de intensidad depende de aspectos experimentales tales como, tamaño y distribución de partículas, cantidad de polvo de la muestra, calidad de la superficie expuesta a los rayos X, curvatura de la 22

33 superficie expuesta y sobre todo es importante destacar que el coeficiente de absorción de los elementos es muy diferente. Es por esta razón que se debe tener cuidado al momento de comparar las intensidades de distintas muestras. Debido a lo anterior la intensidad de los perfiles de difracción sólo entrega información cualitativa, poco relevante. Uno de los aspectos que entrega información importante sobre los rasgos microestructurales de los materiales en los perfiles de difracción, está relacionada con el ensanchamiento del máximo de las intensidades. Según MARTINEZ. et al. [22] la disminución del tamaño de granos o cristalitas, así como también acumulación de inhomogeneidades de la estructura cristalina, entre otros factores, causa un ensanchamiento de los picos de difracción. En las aleaciones de cobre este ensanchamiento puede calcularse de forma aproximada como la mitad de la intensidad de los máximos de intensidad. Según esta apreciación y apoyándonos en la figura 17b, se puede observar que para la aleación de 25h aumenta el ancho del máximo de intensidad con respecto a las aleaciones de menores tiempos de molienda. Y según lo mencionado anteriormente esto se debe a una disminución en el tamaño del dominio cristalino. A modo de análisis general, podemos mencionar que cuando los átomos de soluto (Cr) entran en solución sólida, las aleaciones son más duras y resistentes en comparación con el metal puro en que se basan, así hay un aumento en la tendencia a la fragmentación, favoreciendo la disminución del tamaño del dominio cristalino. 23

34 (a) (b) Figura 17. a) Evolución de los difractogramas para aleación Cu-10% peso Cr. b) evolución de difractogramas de los picos más intensos de cobre {111}, en función del tiempo de molienda. 24

35 4.2 Microscopia electrónica de barrido (MEB) A través de Microscopía Electrónica de Barrido se puede determinar directamente el tamaño y morfología de las partículas de las aleaciones estudiadas. En este caso analizaremos la evolución de las partículas de la aleación Cu-10Cr-10Mo para tiempos de molienda de 10 y 25h. En la figura 18 a) y b), se puede apreciar cómo evoluciona la morfología de las partículas de la aleación Cu-10Cr-10Mo en función del tiempo de molienda. En a) se observan partículas aplanadas con una morfología en forma de hojuelas que están conformadas por una serie de capas de los componentes metálicos. Este hecho se explica ya que en etapas iniciales de AM los componentes dúctiles son aplanados [20]. En b) ya no se manifiestan las partículas aplanadas, sino que en los polvos predominan morfologías de partículas más redondeadas con superficies irregulares y anguladas. a) b) Figura 18. Imágenes MEB. a) Cu-10Cr-10Mo a 10 horas. b) Cu-10Cr-10Mo a 25 horas de molienda. A través de estas imágenes obtenidas por MEB (figura 18) se midió directamente el tamaño de las partículas. Si bien se debe tener mucho cuidado al determinar el tamaño de las partículas debido a que generalmente están aglomeradas, se puede realizar una aproximación de dicho tamaño. Para 10 horas de molienda (figura 25

36 18a.) el tamaño es de 45µm, por el contrario al aumentar el tiempo de molienda a 25h (figura 18.b) el tamaño disminuye a 35µm aproximadamente. En general las aleaciones estudiadas presentaron comportamientos similares en la evolución del tamaño y distribución de partículas. A medida que aumenta el tiempo de molienda las partículas tienden a reducir su tamaño, esto puede asociarse a varios factores, como por ejemplo, que la razón de fractura es mayor que la razón de soldadura. O también al incremento de defectos internos de la estructura, paralelamente con un posible aumento de solubilidad de Cr y Mo en Cobre. Dando con ello un aumento de dureza en las partículas y fragilidad de las mismas con tendencia a fracturarse. 4.3 Densidad Luego de normalizar las probetas, se procedió a calcular la densidad según la ecuación (1). En algunos casos no se logró obtener la altura de 25mm como indica la norma, ya que luego del proceso de compactación aparecen grietas que no permiten variar la longitud debido a que sufren desprendimiento de material. Si bien la resistencia mecánica obtenida en los ensayos depende de la altura de las probetas [13], en este caso no fue un factor determinante ya que la longitud solo varió en rangos de 1-3mm. En la tabla 1 se pueden observar los valores para las densidades verdes, así como también el porcentaje que relaciona esta densidad con la densidad real del material. En este caso se consideró un valor de 8,9g/cm 3 como la densidad real del material [21], la cual corresponde a la densidad del cobre recocido. 26

37 Tabla 1. Dimensiones y densidades probetas verdes de aleaciones según el tiempo de molienda. Aleación Probeta h(mm) m(g) p(g/cc) p/pr(%) Cu(10h) P1 25,20 21,28 6,36 71,48 P2 25,00 20,86 6,29 70,63 P3 25,00 20,85 6,28 70,60 Promedio 25,07 21,00 6,31 70,91 Cu(15h) P1 26,80 22,42 6,30 70,82 P2 26,50 22,36 6,36 71,43 P3 25,00 22,14 6,67 74,97 Promedio 26,10 22,31 6,44 72,40 Cu(25h) P1 26,80 21,93 6,16 69,27 P2 25,00 20,63 6,22 69,85 P3 25,00 20,77 6,26 70,33 Promedio 25,60 21,11 6,21 69,82 Cu-10Cr(10) P1 25,20 21,13 6,32 70,98 P2 24,80 21,73 6,60 74,17 P3 25,00 20,96 6,32 70,97 Promedio 25,00 21,27 6,41 72,04 Cu-10Cr(15) P1 25,00 20,93 6,31 70,87 P2 25,00 20,94 6,31 70,90 P3 25,00 21,05 6,34 71,28 Promedio 25,00 20,97 6,32 71,02 Cu-10Cr(25) P1 25,00 20,58 6,20 69,68 P2 25,00 20,56 6,20 69,62 P3 29,00 23,55 6,12 68,74 Promedio 26,33 21,56 6,17 69,35 Cu-10Cr-10Mo(10) P1 25,10 21,19 6,36 71,46 P2 25,00 21,14 6,37 71,58 P3 25,20 21,27 6,36 71,45 Promedio 25,10 21,20 6,36 71,50 Cu-10Cr-10Mo(15) P1 25,00 21,06 6,35 71,31 P2 25,00 21,09 6,36 71,41 P3 25,00 21,04 6,34 71,24 Promedio 25,00 21,06 6,35 71,32 Cu-10Cr-10Mo(25) P1 25,00 20,81 6,27 70,46 P2 25,00 21,02 6,33 71,17 P3 29,20 23,67 6,11 68,62 Promedio 26,40 21,83 6,24 70,09 27

38 En el gráfico de la figura 19 mostrada a continuación se observa que en general para el cobre y las dos aleaciones la densidad tiende a disminuir su valor a medida que aumenta el tiempo de molienda. Este hecho se debe a que a medida que transcurre el AM las partículas se van endureciendo, fenómeno que analizaremos más adelante. Este aumento de la dureza trae consigo que sea más difícil que se acomoden las partículas entre ellas, dejando más espacios vacíos (disminución de la masa). Debido a que el volumen es constante (tamaño probeta estándar) es que disminuye la densidad según la expresión ρ=m/v. Figura 19. Variación de la densidad en función del tiempo de molienda. 4.4 Dureza Se midió la dureza Brinell (HB) en las superficies laterales y extremos de las probetas, teniendo el cuidado de no superponer las mediciones en las huellas dejadas por el instrumento, ya que se alteran los resultados. Se registraron tres mediciones en los extremos y 12 en la superficie lateral, para luego obtener un promedio de la dureza. Estos resultados se muestran en la tabla siguiente: 28

39 Tabla 2. Dureza en escala Brinell (HB) de caras laterales y extremos de las probetas. Aleación Probeta Extremo (HB) Cara lateral (HB) Promedio Cu(10h) P P P Promedio Cu(15h) P1 *Nota P P Promedio Cu(25h) P P P Promedio Cu-10Cr(10) P P P Promedio Cu-10Cr(15) P P P Promedio Cu-10Cr(25) P P P Promedio Cu-10Cr-10Mo(10) P P P Promedio Cu-10Cr-10Mo(15) P P P Promedio Cu-10Cr-10Mo(25) P1 97 *Nota 97 P P3 99 *Nota 99 Promedio *Nota: Valores imposibles de medir debido a fragilidad de probeta. 29

40 Como se puede observar en la figura 20 a medida que aumenta el tiempo de molienda la dureza de las aleaciones aumenta también. El hecho de que el cobre puro aleado posea mayor dureza que el resto de las aleaciones para 25 horas de molienda se explica porque el cobre posee una estructura de 4 átomos por celda unitaria. Este tipo de estructuras poseen un coeficiente de endurecimiento por deformación muy alto, a diferencia del cromo y molibdeno, los cuales poseen una estructura de 2 átomos por celda unitaria, que tienen un coeficiente de endurecimiento por deformación más bajo que el del cobre. Figura 20. Variación de la dureza en función del tiempo de molienda. 4.5 Propiedades mecánicas obtenidas empíricamente A partir del ensayo de compresión se puede obtener información relacionada con la resistencia, rigidez y ductilidad de un material. Según la norma ASTM B Standart Test Method for Green Strength of Specimen Compacted from Metal Powders [14] la resistencia en verde del material ensayado se calcula como el promedio aritmético de las resistencias de tres probetas individuales. Debido a esto, a continuación se presentan los 30

41 resultados entregados por el software Instron obtenidos del ensayo a compresión, incluyendo el cálculo de dichos promedios para cada aleación Modulo elástico Muchos materiales estructurales, como la mayor parte de los metales se comportan en forma tanto elástica como lineal cuando se comienzan a cargar. En consecuencia, sus curvas de esfuerzo-deformación unitaria comienzan con una recta que pasa por el origen. Cuando un material se comporta en forma elástica y también presenta una relación lineal entre el esfuerzo y la deformación unitaria, se llama linealmente elástico. Esta clase de comportamiento tiene extrema importancia en ingeniería, por una razón obvia: al diseñar estructuras que funcionen en esta región se evita deformaciones permanentes debidas a la fluencia [15]. El módulo elástico o módulo de Young es la pendiente del diagrama esfuerzodeformación unitaria en la región linealmente elástica. Figura 21. Diagrama esquemático tensión-deformación con deformación elástica lineal [11]. En la tabla 3 se observa los valores para el módulo de elástico de las probetas, obtenidos en el ensayo de compresión. 31

42 Tabla 3. Modulo de Young (MPa) de probetas verdes. Aleación Probeta Modulo de Young (MPa) Cu(10h) P P P Promedio 2119 Cu(15h) P1 895 P2 948 P Promedio 1018 Cu(25h) P P P Promedio 1667 Cu-10Cr(10) P P P Promedio 1390 Cu-10Cr(15) P P P Promedio 1810 Cu-10Cr(25) P P P Promedio 1546 Cu-10Cr-10Mo(10) P P P Promedio 1812 Cu-10Cr-10Mo(15) P P P Promedio 1581 Cu-10Cr-10Mo(25) P P P3 *Nota Promedio 1552 *Nota: Valores imposibles de medir debido a fragilidad de probeta. 32

43 En la figura 22, que representa la variación del módulo de elasticidad en función del tiempo de molienda para el cobre y las dos aleaciones en estudio, no se aprecia una tendencia clara en la variación de esta propiedad. A 10 horas de molienda el cobre posee un mayor módulo elástico que el resto de las aleaciones, pero a 15 horas ocurre todo lo contrario. Esta variación del parámetro analizado está relacionada con el endurecimiento por deformación que sufren las partículas a lo largo de la molienda. Sin embargo se puede observar que para el tiempo de 25 horas de molienda las dos aleaciones y el cobre alcanzan prácticamente el mismo valor para este parámetro ( MPa). En otras palabras poseen una rigidez (resistencia del material a la deformación elástica) bastante cercana. Figura 22. Variación del módulo de Young en función del tiempo de molienda Esfuerzo de fluencia Cuando un material no tiene un punto de fluencia bien definido, se puede determinar un esfuerzo arbitrario de fluencia llamado esfuerzo de fluencia desplazado [15]. En el diagrama de esfuerzo-deformación unitaria se traza una recta paralela a la parte inicial lineal de la curva pero desplazada cierta deformación unitaria normalizada. El cruce de la línea desplazada con la curva 33

44 esfuerzo-deformación unitaria (punto A en la figura 23) define el esfuerzo de fluencia. Como este esfuerzo se determina con una regla arbitraria y no es una propiedad física propia del material, se debe diferenciar de una resistencia real de fluencia, llamándolo esfuerzo de fluencia desplazado [15]. Figura 23. Esfuerzo de fluencia arbitrario, determinado por el método de desplazamiento [15]. Los valores de desplazamiento más comunes son el 0,2% y 0,5% de la deformación [15]. Para este análisis se consideró un desplazamiento de 0,1% de la deformación ya que para los valores 0,2% y 0,5% el software Instron de la máquina de ensayos no entrega valores, ya que no se produce la intersección de las curvas antes mencionadas. En la tabla 4 se observa los valores de esfuerzos de fluencia desplazados 0,1% de las probetas obtenidos en el ensayo de compresión. Estos valores difieren bastante del valor teórico del esfuerzo de fluencia del cobre y sus aleaciones, el cual bordea los 180 MPa [21]. Según esta tabla los valores solo se aproximan en un 29% (si se considera un promedio general de las aleaciones y el Cu) al valor antes mencionado. Tabla 4. Esfuerzo de fluencia desplazado 0,1% de la deformación. Aleación Probeta Tensión fluencia 0.1% (MPa) Cu(10h) P1 128,70 P2 99,44 P3 90,86 Promedio 106,33 34

45 Cu(15h) P1 20,64 P2 *Nota P3 37,82 Promedio 29,23 Cu(25h) P1 *Nota P2 6,84 P3 46,88 Promedio 26,86 Cu-10Cr(10) P1 34,04 P2 51,51 P3 27,21 Promedio 37,59 Cu-10Cr(15) P1 68,95 P2 68,06 P3 73,27 Promedio 70,09 Cu-10Cr(25) P1 53,64 P2 42,76 P3 33,27 Promedio 43,22 Cu-10Cr-10Mo(10) P1 70,79 P2 67,61 P3 63,04 Promedio 67,15 Cu-10Cr-10Mo(15) P1 54,04 P2 49,47 P3 44,33 Promedio 49,28 Cu-10Cr-10Mo(25) P1 25,50 P2 65,53 P3 **Nota Promedio 45,52 *Nota: No existe valor entregado por gráfico. **Nota: Valores imposibles de medir debido a fragilidad de probeta. A continuación en la figura 24 se observa como varía el esfuerzo de fluencia en función del tiempo de molienda para el cobre y las dos aleaciones en estudio. Tanto para el cobre puro como la aleación Cu-10Cr-10Mo se aprecia que el esfuerzo de fluencia disminuye su valor a las 25 horas respecto a las 10 horas de 35

46 molienda. Esta disminución se explica debido a que la densidad también ha disminuido su valor a 25h. Ya que hay una directa relación entre la resistencia de un material y su densidad [26]. Figura 24. Variación del Esfuerzo de Fluencia en función del tiempo de molienda Esfuerzo máximo La resistencia máxima a compresión es la tensión en el máximo del diagrama esfuerzo-deformación nominales. Esto corresponde a la máxima tensión que puede soportar una estructura sometida a compresión. El esfuerzo nominal o ingenieril se puede calcular según la fórmula (2) dividiendo la carga F aplicada entre el área Ao de la sección transversal original del espécimen. Este cálculo supone que el esfuerzo es constante en la sección transversal [16]. σ = (2) En la tabla 5 podemos observar los valores de esfuerzo máximo de las probetas obtenidos en el ensayo de compresión. Si se comparan estos valores con los de la 36

47 tabla 4 (esfuerzo de fluencia) se puede afirmar que son bastante cercanos, variando solo un 3,7% los valores entre ellos. Esta similitud se explica porque al aumentar el tiempo de molienda se va perdiendo la ductilidad de las partículas haciéndose más frágiles (debido a endurecimiento por deformación) lo que trae consigo que el esfuerzo de fluencia coincida con el esfuerzo máximo ya que el material prácticamente no fluye. Tabla 5. Esfuerzo máximo (MPa) de probetas verdes. Aleación Probeta Esfuerzo máximo (MPa) Cu(10h) P1 130,90 P2 103,10 P3 96,51 Promedio 110,17 Cu(15h) P1 22,07 P2 26,79 P3 37,86 Promedio 28,91 Cu(25h) P1 41,69 P2 45,95 P3 46,88 Promedio 44,84 Cu-10Cr(10) P1 34,54 P2 51,51 P3 28,28 Promedio 38,11 Cu-10Cr(15) P1 68,95 P2 69,43 P3 73,27 Promedio 70,55 Cu-10Cr(25) P1 55,64 P2 43,69 P3 33,30 Promedio 44,21 Cu-10Cr-10Mo(10) P1 71,45 P2 67,92 P3 63,10 Promedio 67,49 Cu-10Cr-10Mo(15) P1 54,43 37

48 P2 49,47 P3 46,07 Promedio 49,99 Cu-10Cr-10Mo(25) P1 27,07 P2 65,77 P3 *Nota Promedio 46,42 *Nota: Valores imposibles de medir debido a fragilidad de probeta. A continuación en la figura 25 se observa como varía el esfuerzo máximo en función del tiempo de molienda para el cobre y las dos aleaciones en estudio. Al igual que el esfuerzo de fluencia, tanto para el cobre puro como la aleación Cu- 10Cr-10Mo se aprecia que el esfuerzo máximo disminuye su valor a las 25 horas respecto a las 10 horas de molienda, alcanzándose un valor de 44 MPa aproximadamente para ambas aleaciones. Si bien la aleación de Cu-10Cr no presenta la misma variación que las otras aleaciones, también alcanza este mismo valor para el esfuerzo máximo a 25 horas de molienda. Este hecho se explica porque a las 25h de molienda las partículas se han endurecido lo suficiente como para que les sea muy difícil acomodarse entre ellas. Por lo tanto, independiente de la aleación que se trate, las partículas se acomodan de la misma forma y los resultados para la resistencia máxima es igual. Figura 25. Variación del Esfuerzo máximo en función del tiempo de molienda. 38