Determinación y modelización de los indicadores de conformabilidad de la aleación Ti6Al4V en el rango de temperaturas aplicables a procesos de conformado incremental de chapa asistidos térmicamente

Resumo

La producción de piezas únicas o prototipos de la aleación Ti6Al4V mediante operaciones de conformado incremental de chapa tiene un interés industrial elevado. No obstante, dicha aleación presenta una conformabilidad muy baja a temperatura ambiente, requiriéndose el empleo de procesos asistidos térmicamente. Esta tesis doctoral surge como consecuencia de la necesidad de analizar de forma precisa el comportamiento mecánico esperable de la aleación Ti6Al4V bajo condiciones de proceso no investigadas previamente. Para ello, se caracteriza, en primer término, la aleación Ti6Al4V ante diferentes estados tensionales, condiciones de temperatura y velocidades de deformación. En este contexto, se modeliza la evolución de la curva de endurecimiento y el criterio de fluencia que definen el comportamiento plástico del material. La consecución de este objetivo ha requerido el desarrollo de metodologías de ensayo para la determinación de los parámetros de interés, así como la definición de modelos de fluencia extendidos a todas las condiciones consideradas. A continuación, con el fin de establecer la conformabilidad de la aleación, se ha desarrollado un dispositivo tipo Nakazima con sistema integrado de calentamiento, lo que ha permitido la definición de los diagramas de conformabilidad límite en todo el rango de temperaturas previsto. Estos resultados, junto con los modelos obtenidos para el material, han conducido a establecer los diagramas de tensiones límite de conformado. Todo lo anterior garantiza la definición global de la respuesta plástica del material, bajo condiciones industrialmente viables, frente a los procesos de conformado incremental de chapa, lo que supone la principal aportación de esta tesis doctoral.