Diseño de nuevos tratamientos térmicos de doble etapa (t6i6) para la optimización de las propiedades mecánicas de la aleación aa6082

Resumo

Frente a las grandes ventajas que presenta el aluminio, su principal limitación es su baja resistencia mecánica comparada con la del acero. Para solucionar esta deficiencia, se han ido desarrollando a lo largo de la historia nuevas aleaciones de aluminio y nuevos tratamientos térmicos con el fin de endurecer el aluminio. En la actualidad existen numerosas aleaciones de aluminio, todas ellas agrupadas en ocho grandes series que van desde la serie 1000 (aluminio prácticamente puro) hasta la serie 8000 (aleaciones de última generación aleadas con litio). De ellas cabe destacar por su importancia las aleaciones de la serie 6000 (Al-Mg-Si) y dentro de esta familia, la aleación AA 6082 es utilizada ampliamente en aplicaciones estructurales de la construcción civil y el sector aeronáutico. La AA6082 se encuadra dentro de las aleaciones de aluminio tratables térmicamente. Esto quiere decir, que después de un tratamiento de solubilización y posterior hipertemple, necesitan un tratamiento térmico de maduración artificial para alcanzar la resistencia mecánica deseada. Este tipo de tratamiento se identifica como T6 y su gran limitación procede del hecho de que al ir aumentando los valores de resistencia a medida que progresa el tratamiento, el comportamiento a fatiga y los valores de tenacidad a la fractura empeoran. Como alternativa al tratamiento térmico convencional (T6) se están investigando nuevos tratamientos térmicos bietápicos denominados Tratamientos Térmicos de Doble Etapa e identificados como T6I6 y el Tratamientos de Retrogresión y Reenvejecimiento denominado RRA. Con ellos se pretende mejorar diversas propiedades como la tenacidad a la fractura y la corrosión bajo tensión sin perjuicio de dureza y resistencia del material. Sin embargo, y pese a estas mejoras, los tratamientos bietápicos no han tenido una aplicación industrial debido fundamentalmente a que no se han definido todavía las condiciones óptimas de tratamiento, ni la relación que existe entre los diversos parámetros que los conforman. A lo largo de esta tesis doctoral se ha pretendido profundizar en el conocimiento de los tratamientos bietápicos, evaluando como se relacionan los parámetros de cada uno de los tratamientos y determinando las condiciones bajo las cuales se consiguen las mejores propiedades mecánicas. Todo ello siguiendo una secuencia de experimentación basada en los diseños Factoriales Fraccionados para discriminar las variables importantes de aquellas cuya influencia no son significativas, y la metodología de Superficie de Respuesta para optimizar los tratamientos. Entre los resultados más destacables se ha visto que, frente al tratamiento tradicional T6, el tratamiento de Doble Etapa incrementa la Resistencia Mecánica y mejora el comportamiento de tenacidad a la fractura, mientras que el tratamientos de Retrogresión y Reenvejecimiento mejora fundamentalmente el comportamiento a fatiga y en menor media la resistencia y la tenacidad de la aleación AA6082. Otro resultado que se desprende de la tesis es la importancia que el tiempo de maduración natural después del hipertemple ejerce sobre las propiedades mecánicas, de tal forma que con un adecuado control del tiempo de maduración natural se logran con la aleación AA6082 propiedades de resistencia, tenacidad a la fractura, y un comportamiento a la fatiga semejantes a los tratamientos bietápicos estudiados, pero de forma más sencilla y barata.