Caracterización de la aleación Ni53.5-Fe19.5-Ga27 con memoria de forma ferromagnética producida por metalurgia de polvos

Autores/as

  • Luis Olmos Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
  • Francisco Alvarado-Hernández Universidad Autónoma de Zacatecas
  • Omar Jiménez Universidad de Guadalajara
  • Héctor J. Vergara-Hernández Instituto Tecnológico de Morelia
  • Manuel Arroyo Albiter Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo
  • Raul A. Ochoa-Gamboa Centro de Investigación en Materiales Avanzados CIMAV

DOI:

https://doi.org/10.3989/revmetalm.040

Palabras clave:

Aleaciones con memoria de forma, Dilatometría, DRX, Molienda mecánica, Sinterización, Tamaño de partícula

Resumen


La principal desventaja de las aleaciones con memoria de forma ferromagnéticas obtenidas por fundición es su fragilidad. Para superar esta desventaja la metalurgia de polvos es una técnica ideal para la consolidación de las piezas, por lo que este trabajo se orientó a estudiar el efecto generado por los procesos de molienda y sinterizado de polvos sobre la evolución de las fases cristalinas que le confieren la memoria de forma a estos materiales. Para ello se prepararon polvos de la aleación ferromagnética con memoria de forma Ni53.5-Fe19.5-Ga27 a partir de un lingote fundido mediante molienda mecánica, durante dos tiempos diferentes de molienda de 30 y 60 minutos. La evolución de las fases fue estudiada mediante difracción de rayos X (DRX) a alta temperatura (HTXRD), mientras que el sinterizado fue evaluado por medio de ensayos de dilatometría. Los estudios de DRX mostraron que se pueden presentar cuatro fases diferentes en función del tamaño de partícula y de la temperatura de tratamiento térmico. Los polvos de tamaños más gruesos presentaron una estructura B2 acompañados de la fase γ mientras que los más finos presentaban una estructura L21, cuando se trataron por debajo de 1173 K. Por otro lado, los polvos más finos tenían una estructura martensítica modulada M14 después del sinterizado a una temperatura superior a 1273 K. El sinterizado de los polvos fue lento y no indicó claramente un mecanismo de difusión de masa predominante.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Amini, R., Mousavizad, S.M.M., Abdollahpour, H., Ghaffari, M., Alizadeh, M., Okyay Ali, K. (2013). Structural and microstructural phase evolution during mechano-synthesis of nanocrystalline/amorphous CuAlMn alloy powders. Adv. Powder Technol. 24, 1048–1053. http://dx.doi.org/10.1016/j.apt.2013.03.005

Gao, L., Cai, W., Liu, A.L., Zhao, L.C. (2006). Martensitic transformation and mechanical properties of polycrystalline Ni50Mn29Ga21-xGdx ferromagnetic shape memory alloys. J. Alloys Compd. 425, 314–317. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.01.037

Gejima, F., Sutou, Y., Kainuma, R., Ishida, K. (1999). Magnetic Transformation of Ni2AlMn Heusler-Type Shape Memory Alloys. Metall. Mater. Trans. A 30, 2721–2723. http://dx.doi.org/10.1007/s11661-999-0312-5

Gong, S., Li, Z., Xu, G.Y., Liu, N., Zhao, Y.Y., Liang, S.Q. (2011). Fabrication, microstructure and property of cellular CuAlMn shape memory alloys produced by sintering– evaporation process. J. Alloys Compd. 509, 2924–2928. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.11.157

Ito, K., Ito, W., Umetsu, R.Y., Karaman, I., Ishida, K., Kainuma, R. (2010). Mechanical and shape memory properties of Ni43Co7Mn39Sn11 alloy compacts fabricated by pressureless sintering. Scripta Mater. 63, 1236–1239. http://dx.doi.org/10.1016/j.scriptamat.2010.08.046

James, R.D., Wuttig, M. (1998). Magnetostriction of martensite. Philos. Mag. A 77, 1273–1299. http://dx.doi.org/10.1080/01418619808214252

Kakeshita, T., Takeuchi, T., Fukuda, T., Saburi, T., Oshima, R., Muto, S., Kishio, K. (2000). Magnetic field-induced martensitic transformation and giant magnetostriction in Fe-Ni-Co-Ti and ordered Fe3Pt shape memory alloys. Mater. T. JIM, 41 (8), 882–887. http://dx.doi.org/10.2320/matertrans1989.41.882

Morito, H., Fujita, A., Fukamichi, K., Kainuma, R., Ishida, K., Oikawa, K. (2002). Magnetocrystalline anisotropy in single- crystal Co-Ni-Al ferromagnetic shape-memory alloy. Appl. Phys. Lett. 81 (9), 1657–1659. http://dx.doi.org/10.1063/1.1503851

Müllner, P., Chernenko, V.A., Kostorz, G. (2004). Large cyclic magnetic-field-induced deformation in orthorhombic (14M) Ni-Mn-Ga martensite. J. Appl. Phys. 95, 1531–1536. http://dx.doi.org/10.1063/1.1639144

Oikawa, K., Wulff, L., Iijima, T., Gejima, F., Ohmori, T., Fujita, A., Fukamichi, K., Kainuma, R., Ishida, K. (2001). Promising ferromagnetic Ni-Co-Al shape memory alloy system. Appl. Phys. Lett. 79 (20), 3290–3292. http://dx.doi.org/10.1063/1.1418259

Oikawa, K., Ota, T., Gejima, F., Ohmori, T., Kainuma, R., Ishida, K. (2001). Phase Equilibria and Phase Transformations in New B2-type Ferromagnetic Shape Memory Alloys of Co-Ni-Ga and Co-Ni-Al Systems. Mater. Trans. 42 (11), 2472–2475. https://www.jim.or.jp/journal/e/pdf3/42/11/2472.pdf. http://dx.doi.org/10.2320/matertrans.42.2472

Olmos, L., Bouvard, D., Salvo, L., Bellet, D., Di Michiel, M. (2014). Characterization of the swelling during sintering of uniaxially pressed copper powders by in situ X-ray microtomography. J. Mater. Sci. 49, 4225–4235. http://dx.doi.org/10.1007/s10853-014-8117-3

Panigrahi, B.B., Godkhindi, M.M. (2006). Dilatometric sintering study of Ti–50Ni elemental powders. Intermetallics 14, 130–135. http://dx.doi.org/10.1016/j.intermet.2005.04.020

Portier, R.A., Ochin, P., Pasko, A., Monastyrsky, G.E., Gilchuk, A.V., Kolomytsev, V.I., Koval, Y.N. (2013). Spark plasma sintering of Cu–Al–Ni shape memory alloy. J. Alloys Compd. 577, S472–S477. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.02.145

Radev, D.D. (2010). Mechanical synthesis of nanostructured titanium–nickel alloys. Adv. Powder Technol. 21, 477–482. http://dx.doi.org/10.1016/j.apt.2010.01.010

Söderberg, O., Brown, D., Aaltio, I., Oksanen, J., Syrén, J., Pulkkinen, H., Hannula, S.P. (2011). Microstructure and properties of Ni–Mn–Ga alloys produced by rapid solidification and pulsed electric current sintering. J. Alloys Compd. 509, 5981–5987. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.02.166

Tian, X.H., Sui, J.H., Zhang, X., Feng, X., Cai W. (2011). Martensitic transformation, mechanical property and magnetic- field-induced strain of Ni-Mn-Ga alloy fabricated by spark plasma sintering. J. Alloys Compd. 509, 4081–4083. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.01.001

Tian, X.H., Sui, J.H., Zhang, X., Zheng, X.H., Cai, W. (2012). Grain size effect on martensitic transformation, mechanical and magnetic properties of Ni-Mn-Ga alloy fabricated by spark plasma sintering. J. Alloys Compd. 514, 210–213. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.11.077

Tsuchiya, K., Tsutsumi, A., Ohtsuka, H., Umemoto, M. (2004). Modification of Ni-Mn-Ga ferromagnetic shape memory alloy by addition of rare earth elements. Mater. Sci. Eng. A 378, 370–376. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2003.11.076

Ullakko, K., Huang, J.K., Kanter, C., O'Handley, R.C., Kokorin, V.V. (1996). Large magnetic-field-induced strains in Ni2MnGa single crystals. Appl. Phys. Lett. 69, 1966–1968. http://dx.doi.org/10.1063/1.117637

Vajpai, S.K., Dube, R.K., Sangal, S. (2011). Microstructure and properties of Cu-Al-Ni shape memory alloy strips prepared via hot densification rolling of argon atomized powder preforms. Mater. Sci. Eng. A 529, 378–387. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2011.09.046

Wang, Q., Cui, C., Wang, Q., Yan, N. (2011). Fabrication of a porous CuAlMn shape memory alloy by the sintering–dissolution process. Mater. Lett. 65, 2735–2738. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2011.05.092

Yen, F.C., Hwang, K.S. (2011). Shape memory characteristics and mechanical properties of high-density powder metal TiNi with post-sintering heat treatment. Mater. Sci. Eng. A 528, 5296–5305. http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2011.03.028

Publicado

2015-06-30

Cómo citar

Olmos, L., Alvarado-Hernández, F., Jiménez, O., Vergara-Hernández, H. J., Arroyo Albiter, M., & Ochoa-Gamboa, R. A. (2015). Caracterización de la aleación Ni53.5-Fe19.5-Ga27 con memoria de forma ferromagnética producida por metalurgia de polvos. Revista De Metalurgia, 51(2), e040. https://doi.org/10.3989/revmetalm.040

Número

Sección

Artículos

Artículos más leídos del mismo autor/a