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TOPICOS/TOPICS

1. El desarrollo de aleaciones Al-Li ha sido elprincipal objetivo del trabajo desarrolladopor la US N avy desde lo comienzos de losochenta. Se han establecido cuatro objetivosprincipales en este desarrollo de aleaciones:Objetivo A: una aleación "damage resistant"para sustituir a la aleación 2024-T3: el obje-tivo B es una aleación de alta resistencia parasustituir a la 7075-TG. El objetivo C es unaaleación de mínima densidad. El objetivo D esuna aleación resistente a la corrosión bajoesfuerzo en secciones gruesas para reempla-zar a la 7075- T73. Se han propuesto paracumplir estos objetivos a las aleacionesAA 2090 Y AA 8090. puesto que las mismasexceden los parámetros establecidos en resis-tencia a la tracción. resistencia a la fracturaen las direcciones L-T YT-1.La propagaciónde grietas de fatiga en la aleación 2090 es dosórdenes de magnitud más lenta en la 7075-T651. Sin embargo. las aleaciones Al-Li sonconsiderablemente más anisotrópicas y enaquellas que contienen cobre y/o magnesio,debido a la precipitación inhomogénea re-quieren trabajo en frío antes del envejeci-miento para obtener propiedadaes óptimas.Esto las hace no susceptibles al conformadopor superplasticidad. Asimismo se debendedicar estudios para mejorar su comporta-miento ante el fenómeno de la corrosión, prin-cipalmente por picadura y por exfoliación.Lee E.W., Neu C.E., Kozol, J.: Jom. May1990, pp. 11-14.

taciones inducida por deformación, así comola pérdida de Litio en el proceso. La cavita-ción ocurre durante la deformación super-plástica en aleaciones de aluminio de altaresistencia resultando en el desarrollo depequeñas burbujas (voids) intergranulares.El estudio arrojó como resultados que el Litiose pierde en cualquiera de las condiciones dealta temperatura ensayadas. Esta pérdidapara ser promovida por la deformación super-plástica y su cinética es comparable a losresultados publicados en artículos anterio-res. La pérdida de Litio debe tomarse encuenta para obtener la cinética de la cavita-ción inducida por deformación a partir demediciones de la densidad. Para valores de~= 1, la contribución de la pérdida de Litio noes despreciable. Se observó asimismo un in-cremento de la cavitación en las zonas pobresen Litio (Lithiurn depleted zones) lo que sepuede interpretar en términos de la influenciadel Litio en el coeficiente de autodifusión delaluminio en la aleación estudiada. Un au-mento de 10 veces en el coeficiente de red seha encontrado que es debido a la presencia deLitio. Blanding J.J.: Materials Science andEngineering. A 119. pp. 215-225.

2. El estudio del comportamiento ante el trata-miento de envejecimiento de algunas aleacio-nes Al-Mg-Li-C-O con contenidos de Mg y Lique variaban entre 3.0-4.0 wt. % y 1.3-1. 75 wt.%, respectivamente arrojaron los siguientesresultados: el ensayo de dureza mostr6 unincremento de la dureza después de un trata-miento de envejecimiento a 100°C en todas lasaleaciones que contenían al menos 1.5 ato % deLitio. La precipitación ocurre en las aleacio-nes AI-Mg-Li con los contenidos de Mg y Liantes mencionados. Una aleación que conte-nía 3.5 wt. % Mg y 1.3 wt. % Li no mostró unaprecipitación significativa. La comparacióncon las aleaciones Al-Li binarias indica que lafase precipitada durante el envejecimiento a190°C es A' (AlgLi). El precipitado formadodurante el envejecimiento a 100°C no ha sidoidentificado, pero es similar a los precipitadosencontrados en las aleaciones Al-Lí binariasenvejecidas a la misma temperatura. Papa-zian J., Gilman P.: Materials Science andEngineering, A125, 1990, pp. 121-127.

3. Una aleación 2091 (AI-Cu-Li-Mg-Zr) fue ana-lizada en condiciones de conformado super-plástico para estudiar la formación de cavi-

4. Las aleaciones AI-Li se han mostrado, muypromisorias para la industria aeronáuticadebido a su baj a densidad y su mayor móduloelástico; sin embargo, estas aleaciones pre-sentan una baja ductilidad, así como un com-portamiento de fractura intergranular par-ticularmente dañino. Un estudio realizadocon análisis Auger de alta resolución y conespectroscopía de masa laser reveló algunosdatos interesantes sobre el efecto de algunasimpurezas. La segregación de las impurezastrazas en el borde de grano no es la responsa-ble de la baja ductilidad y fractura intergra-nular de las aleaciones Al-Li: aunque supresencia contribuye al fenómeno no se lepuede considerar como una causa. No seencontró soporte alguno que justificara unmecanismo de frugilización del borde degrano debido a las fases líquidas Na-K-Cs o alos hidruros de sodio o potasio. El análisisAuger corroboró la presencia de litio elemen-tal segregado en las superficies del borde degrano. Aunque queda por esclarecer si es lamicroestructura o si son las impurezas lasresponsables del comportamiento ala frac-tura poco satisfactorio de estas aleaciones.Los autores proponen que el LiH puede ser unpromotor de esta fragilización. LwandowskiJ.J .. Holrpud M.J.H.: Materials Science andEngineering. A 123. 1990. pp. 219-227.

5. A partir del descubrimiento de una tase consimetría de orden cinco en una aleación AI-Mn

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rápidamente solificada, se han realizado nu-merosos estudios al respecto." buscandoanalizar la existencia de esta misma simetríaen otras aleaciones. En el sistema AI-Li laevidencia experimental sugiere que la fase T2

(A~Li3Cti)posee esta simetría y existe comouna fase estable, lo cual la hace tan especial(las otras estructuras ichosaédricas encon-tradas son fases metaestables). Un estudiomediante TEM a altas temperaturas sugierecomo un posible mecanismo de formación dela fase T21a formación de micromaelas. Si ellofuese así, quedaría por determinar si la faseT2 nuclea y crece como un cristal microma-elado o si son aglomeraciones (clusters) decristales cúbicos maelados. Michel D.J.,Reed J.R., Singh A.K., Smith H.H.: ScriptaMetallurgica, Vol. 22, 1988, pp. 525-528.

6. El estudio del arreglo atómico en estructurascuasicristalinas ha producido una divisiónentre los avocados a ella. Algunos investiga-dores tratan mediante los "empedrados" dePenrose de reproducir las simetrías observa-das, suponiendo la cuasicrilinidad de lasfases; otros son partidarios del concepto demaclaje múltiple de un cristal cúbico, teoríaesta formulada por Paulin. El doctor Anant-haraman, ha demostrado que los patrones dedifracción de las aleaciones Al-Mn y Al-Li-Cupueden ser entendidas mediante una celdatetragonal con los siguientes parámetrosa = b = 1.6528 nm, e = 1.7356 nm y a = b =1.8122 nm, e = 1.9048 nm, respectivamente,La información recabada fue utilizada parasu comparación con datos publicados sobreceldas unitarias grandes. Se tiene así que lacelda unitaria propuesta está Íntimamen-te relacionada con la celda cristalina delAI5Mg2Cu6con una estructura cristalinacúbica con a = 0.8311 nm y 39 átomos en lacelda. Doblando el parámetro de celda y conuna ligera expansión, así como una pequeñadistorsión tetragonallleva a una nueva celdaunitaria de 312 átomos. Anantharaman T.R.:Scripta Metallurgica. Vol. 22. 1988. pp. 981-984.

7. Grandes cristales T2(A~Li3Cu)que presentar,una aparente simetría de orden cinco han sidoestudiados usando diferentes técnicas demicroscopía electrónica. El microanálisis porrayos-X fue usado por determinar las fasespresentes en dos fundiciones de aleacionesdiferentes con composiciones cercanas a larelación estequeométrica del Tz. La principalfase presente fue la T2• aunque también sehallaban presentes las fases TI y A~s' El cris-tal T2 mostró una simetría aparente de ordencinco. sin embargo las simetrías observadasen el análisis mediante difracción de un hazconvergente de electrones (CBED) así comoen los patrones simulados por computadorade selección de áreas de difracción (SADP)indican que no se trata de una estructura real-

mente de simetría cinco. Las imágenes demicroscopía de transmisión así como la simu-lación por computadora indican que una e~-tructura mieroseristalina o maclada es la res-ponsable por la aparente simetría de ordencinco. Los patrones de microdifracción toma-dos en las regiones más delgadas del cristalson consistentes con una estructura crista-lina cúbica con un parámetro de red = 0.40nm. Kenneth V., Williams D.: MetallurgicalTransaction A.. VoL19A, december 1988, pp.2875-2884.

8. Diferentes morfologías de las partículas ico-sahédricas Tz han sido descritas. Estas par-tículas por una baja solidificación de alea-ciones son composiciones distintas de la rela-ción estequeométrica de la fase T2• debido alhecho de que la fase T2 es un compuesto fun-dido no congruente. La naturaleza estable delT2 y la baja rata de solificación, así como suspartículas de un tamaño fácilmente observa-ble en el microscopio electrónico han hecho deesta fase el objeto de numerosos estudios ymodelos. La morfología más simple disponi-ble anteriormente era un tricontahedro, unpoliedro con 30 caras de diamante, 32vérticesy 60 lados. Otras morfologías pueden ser des-critas como el ensamblaje de tanto 12 tricon-tahedros como de 12 icosahedros romboédri-cos rodeando a un poliedro con 20 ramas. Seha observado el crecimiento de dendritas a lolargo de eje simetría-cinco. Sorpresivamenteestas dendritas no siempre están compuestaspor la fase T2• sino también el eutécticoAl + T2• Se señala que el descubrimiento departículas centradas T2 formadas por unpoliedro estrellado de 20 ramas rodeado por12 trieotahedros, el cual a primera vista con-cuerda con la teoría cuasi periódica. LangJ.M., Audier M., Dubost B., Sainfort P.:North-Holland Physics Publishing PriorityCommunication (repinted from Journal ofCrystal Growth 83. 1987. pp. 456-465).

9. Las aleaciones AI-Li son endurecidas me-diante la partícula A' (AI;jLi)ordenadas, cohe-rentes, esféricas y con una estructura del tipoL12.El precipitado A' es cizallado por las dislo-caciones cuando ellos son pequeños y sonsobrepasados mediante el mecanismo del"loop" de Orowan cuando tienen diámetrosmás grandes que aproximadamente 50 nm.La más importante contribución al endureci-miento de la aleación viene por la energía deborde de la antifase (APB) formada por la dis-locación y la dislocación cizallando las par-tículas ordenadas. El cizallamiento de losprecipitados lleva a deformación localizadatanto en cargas monotónicas como cíclicas.Existe evidencia de que la deformación locali-zada en las aleaciones de aluminio endureci-bles por envejecimiento puede dañar a losprecipitados dando lugar a bandas de desli-zamiento muy estrechas o a deslizamiento

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extremo acompañado por inestabilidades enlas curvas deformación-esfuerzos cíclicos.Estudios calorirnétricos muestran que lospequeños precipitados a' formados duranteel envejecimiento a temperatura ambiente,después del templado o del subsecuenteenvejecimiento artificial en aleaciones Al-Li,se convierten en inestables y se redisuelvenen el curso de la deformación plástica. Lend-vai J., Gudladt R.J., Gerold V.: Scripta Meta-llurgica, Vol. 22, 1988, pp. 1755-1760.

10. Los estudios sobre las superplasticidad enlas aleaciones Al-Li han demostrado que lasaleaciones termo mecánicamente procesadasy estáticamente recristalizadas con un tama-ño de grano fino tienden a exhibir un creci-miento de grano asistido por deformación ycavitación, y no presentan valores de elonga-ción superplástica muy altos. Por otro lado,las estructuras envejecidas y laminadas pue-den recristalizar continuamente a un tamañode grano fino durante las primeras etapas dela deformación superplástica. Una deforma-ción continua puede llevar a una mayor elon-gación superplástica. Debido a que el procesodinámico de recrístaliz ación es dependientede la rata de deformación, se pueden conse-guir mayores elongaciones mediante el em-pleo de un proceso de deformación en dos

etapas, la primera de las cuales es una etapade formación rápida con recristalización. Lacavitación puede ser suprimida mediante laaplicación de una presión hidrostática sobre-impuesta. Glosh A.K., Gandhi C.: AdvancedMaterials for Transportation Conference:Light Alloys, Strasbourg, 1988.

11. El efecto de pequeñas adiciones de germanioen el comportamiento de precipitación y ladeformación de aleaciones de composicionesAI-2wt.%Li y AI-2wt.%Li-02wt.%Ge ha sidoestudiado. Las aleaciones fueron sometidas aun tratamiento térmico de solubilización, tem-pladas y después envejecidas durante tiem-pos diversos a una temperatura de 423 K. Lasolubilidad del litio se incrementó cuando elgermanio estuvo en solución sólida, sin em-bargo ellitio disminuye la solubilidad del ger-manio a 473 K. resultando ello en la formaciónde pequeños precipitados de germanio homo-géneamente repartidos a través de la matriz.Estos precipitados tienen un efecto muy posi-tivo en el comportamiento a la deformación yen la ductilidad de la aleación. CassadaW.A., Shiflet G.J., Starke Jr. E.A.: ActaMetallurgica, Vol. 34, N" 3, 1986, pp. 367-378.

Por Alejandro Sanz (Venezuela).