Materiales.Compuestos at 19:25, 1 October 2022

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== Abstract ==

To a large extent, the promising expectations that were set in the 1980s in metal matrix composites, MMCs, have been diluted in recent decades. One reason for this frustration lies in the impossibility of joining these materials by conventional welding methods: these methods (involving fusion) destroy the homogeneous distribution of the reinforcement and give rise to reaction products detrimental to the properties of the joint. Friction stir welding, FSW, however, does not involve fusion, it occurs by a severe plastic deformation process, avoiding the drawbacks of traditional welding techniques. Therefore, recent years have witnessed a growing interest in the study of welds by this technique, not only of MMCs but also of dissimilar welds MMC-monolithic metal.
joining MMCs by FSW is not simple, particularly if the reinforcement content is high,> 20 vol%. This paper discusses the most important difficulties facing this welding process and summarizes the recent results of CENIM-AIMEN studies on joints of MMCs with up to 40%vol. of reinforcement, and dissimilar joints. The most relevant correlations between the different mechanical stresses required under different advancing and rotational velocities are presented. This will allow an analysis of the energy balance of the work necessary to produce the deformation of the material and to heat it. In summary, it is emphasized the importance of measuring these efforts to deepen the severe plastic deformation process that takes place, always at high strain rates.

== Full document ==
<pdf>Media:Draft_Content_597536487native-articles-94.pdf</pdf>

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 [[File:Senoris_et_al_2018a-image6.jpeg|centre|568x568px]]
-'''Figura 2.''' Sección transversal de una unión realizada en el compuesto 2124Al/25%SiCp (''w''=400 rpm, ''v<sub>a</sub>''=20 mm/min) mostrando algunos de los detalles de la microestructura en el material base y en la zona de junta, apenas perceptible.
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 Los valores de ''w'' y ''v<sub>a</sub>'' usados las uniones realizadas en el compuesto 2124Al/25%SiC se resumen en [4].
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 [[File:Senoris_et_al_2018a-image7.png|centre|574x574px]]
-'''Figura 3.''' Sección transversal de uniones disimilares entre la aleación 6061Al y el compuesto 6061Al/40%SiCp (el lado derecho es el material compuesto). Se aprecia la ausencia de defectos, y la frontera entre ambos materiales, lo que da cuenta de la dependencia del flujo plástico con las condiciones de unión.
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 En la figura 3 se distinguen varias uniones disimilares 6061Al-6061Al/40%SiCp, Tabla 2. Apenas se observan defectos, alcanzandose uniones con propiedades mecánicas aceptables. También, se comprueba cómo cambia la forma de la frontera de la unión, lo que da cuenta de la variación del flujo plástico con las condiciones a las que se realizan.
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 [[File:Senoris_et_al_2018a-image8.png|centre|600x600px]]
 [[File:Senoris_et_al_2018a-image9.png|centre|600x600px]]
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Figura 4.''' Correlación ''M''-''F<sub>z</sub>''en uniones realizadas en aleaciones de aluminio [5-13]. El recuadro detalla la aleación, la velocidad de rotación, ''w ''(rpm), y el espesor, ''s'' (mm). En b) se muestra los datos de la esquina inferior izquierda de la gráfica anterior. El número entre corchetes indica la referencia del trabajo. Los dos grupos de datos de la referencia [13] corresponden a diferentes punzones.</span>
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 De la misma manera que existe la dependencia entre ''M'' y ''F<sub>z</sub>'', resumida en las gráficas de la figura 4, se encuentra una relación proporcional entre el esfuerzo de avance, ''F<sub>x</sub>'', y la velocidad de avance, ''v<sub>a</sub>'', figura 5. En esta figura se observa esta dependencia para uniones practicadas en diversas aleaciones de aluminio [6,9,13-15]. Como antes, se aprecian correlaciones aproximadamente lineales, con pendientes diferentes y valores de la ordenada en el origen también diferentes, aunque generalmente positivas. Estas correlaciones, que también abarcan un amplio intervalo de valores de ''F<sub>x</sub>'' y ''v<sub>a</sub>'' (corresponden a uniones realizadas en muy diversas condiciones), también dependen de las propiedades plásticas de los materiales. El valor de la ordenada en el origen, <math display="inline">{F}_{x}^{0}</math>, corresponde al esfuerzo horizontal para el caso en el que ''v<sub>a</sub>''=0, es decir, cuando la herramienta no avanza. En estas condiciones debería cumplirse, por simetría del sistema, que ''F<sub>x</sub>''=''F<sub>y</sub>'' (al ser ''v<sub>a</sub>''=0). El aumento de ''F<sub>x</sub>'' con ''v<sub>a</sub>'' debe estar relacionado con el comportamiento potencial de la tensión de fluencia, ''σ'', con la velocidad de deformación, <math display="inline">\overset{\cdot}{\epsilon }</math>, a través del exponente ''n'', según la relación,
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 [[File:Senoris_et_al_2018a-image10.png|centre|600x600px]]
-'''Figura 5.''' Correlación ''F<sub>x</sub>''-''v<sub>a</sub>''en uniones similares realizadas en aleaciones de aluminio [6,9,13-15]. Se indica la aleación así como la velocidad de rotación, ''w'', y el espesor, ''s'', en cada caso. El número entre corchetes indica la referencia del trabajo.
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 Al igual que en las aleaciones de aluminio [5-19], en las uniones en materiales compuestos y en uniones disimilares realizadas en este estudio se encuentran correlaciones ''M''-''F<sub>z</sub>'' parecidas, como se muestra en la figura 6. Esta similitud pone de manifiesto la importancia del flujo plástico de la matriz metálica en la unión de estos MMCs.
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 |}
 [[File:Senoris_et_al_2018a-image11.png|centre|600x600px]]
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Figura 6.''' Correlación ''M''-''F<sub>z</sub>'' para las uniones similares en materiales compuestos y uniones disimilares aleación-material compuesto, del presente estudio. Se aprecian dependencias como las de la figura 4.</span>
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 Un incremento de ''H'' supone un aumento de la fricción entre la herramienta y el material, que da lugar a un aumento de la temperatura de este último y, con ello, un ablandamiento del material. Como consecuencia, se debe producir una disminución en los esfuerzos mecánicos requeridos para producir la deformación del material.
 [[File:Senoris_et_al_2018a-image12.png|centre|600x600px]]
-'''Figura 7.''' Correlación ''M''-''w ''para uniones similares realizadas en aleaciones de aluminio [4,13,16-19] y en los materiales compuestos del presente estudio. Se observa un patrón común de comportamiento, que da cuenta de la influencia de la temperatura en el proceso.
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 Está en curso un estudio detallado de estas dependencias en términos de las características plásticas de los materiales estudiados a diferentes temperaturas. Este tipo de análisis es esencial para lograr comprender las condiciones bajo las que se consiguen soldaduras sin defectos y con buenas propiedades mecánicas en estos materiales compuestos.
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 Trabajo financiado por el proyecto, MAT13-48483-C2-2-P del MICINN. Se agradece así mismo a Edurne Laurín su ayuda en la preparación metalográfica de las muestras para el estudio metalográfico y a Florencia Cioffi sus trabajos previos en el material compuesto 2124Al/25%SiC.
+<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
 {| style="width: 80%;margin: 1em auto 0.1em auto;border-collapse: collapse;"
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-<div class="center" style="width: auto; margin-left: auto; margin-right: auto;">
-<span style="text-align: center; font-size: 75%;">'''Tabla 2.''' Parámetros de control y esfuerzos mecánicos de las uniones realizadas con la aleación Al6061 y el compuesto Al6061/40%SiCp.Es siempre ''v<sub>a</sub>''= 5mm/min y ''s''= 8 mm. En las uniones disimilares (compuesto-aleación) la zona de avance, figura 1, coincide con el material compuesto</span></div>
 ==Referencias==

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Senoris et al 2018a - Revision history

Materiales.Compuestos at 19:25, 1 October 2022

Materiales.Compuestos at 19:23, 1 October 2022

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