Protocolo para la predicción del comportamiento mecánico a escala macroscópica de materiales compuestos

Abstract

El Ti(C,N)-FeNi es un material compuesto con una microestructura heterogeniaque pertenece a la familia de los metales superduros. El material duro por excelenciaes el metal duro (WC-Co), pero este presenta una problemática grave de salud; el ligante metálicoafecta la hemoglobina B12 y puede producir graves problemas de salud durante el conformadode estas piezas. Por este motivoy también debido alaumentodel coste de las partículas cerámicas WC surge la necesidad de encontrar un nuevo material que en los próximos años sea un substitutivo de WC-Co. En este sentido, el Ti(C,N)-FeNi puede ser un buen candidato, yaqueel compuestopresenta unas buenas propiedades mecánicas. No obstante, la evaluación directa dela respuesta a pequeña escala de estosmateriales bastante limitada. El presente trabajo fin de grado tiene como objetivo realizar un estudio de las propiedades mecánicasa escala local y una caracterización microestructuraltanto en 2D como en 3D mediante la observación de la microestructura tanto a nivel superficial como a nivel volumétricomediante una tomografía 3D utilizandola técnicade haz de iones focalizadosyrealizando unareconstrucciónutilizando el programa AVIZO 9.1, respectivamente. El objetivo finala largo plazo de estetrabajo final de gradoes la realización de un protocolo para poder predecir el comportamiento de materiales compuestos medianteun análisispor elementos finitos empleandoun programario tipoABACUSy predecir el comportamiento del material compuesto a compresión. Para desarrollardichametodología, el conocimientotanto de los parámetrosmicroestructuralescomomicromecánicos es necesario y de esta manera poder diseñarnuevas microestructurascon estas propiedades microestructurales y micromecánicas iguales o superiores al WC-Coa partir de poco material y de esta manera reducir el coste del diseño y producción de nuevas micoestructuras.