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dc.contributorRoa Rovira, Joan Josep
dc.contributor.authorTodeschini, Lucas
dc.contributor.otherUniversitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria de Materials
dc.date.accessioned2021-05-26T11:21:31Z
dc.date.available2021-05-26T11:21:31Z
dc.date.issued2021-02-12
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2117/346099
dc.description.abstractEl objectivo principal de este trabajo final de máster (TFM) consiste en estudiar el efecto de la modificación microestructural, así como la directa modificación de las propiedades mecánicas bajo diferentes campos de tensión (dureza Vickers y fatiga Herziana de contacto monótonico) de aleaciones de Mg-Zn-Y, que contienen estructuras ordenadas de apilamiento de largo período (LPSO en inglés Long Period Stacking Ordered Structures). En este contexto, se estudiaron tres aleaciones diferentes con distintas composiciones y temperaturas de extrusión (350 y 450°C). En primer lugar, se han evaluado la microestructura y las propiedades mecánicas de las muestras pulidas (denominadas muestras de referencia) mediante técnicas avanzadas de caracterización como la microscopía electrónica de barrido, ensayos de macro y microindentación, etc. Posteriormente, la modificación superficial se llevó a cabo mediante un proceso de arenado con partículas de alúmina de 110 µm de tamaño promedio. Este proceso se realizó a diferentes presiones de trabajo (1, 3 y 5 bares) con el objetivo de poder ver la repercusión de dichas presiones en las propiedades finales del material. La rugosidad inducida durante dicho proceso se ha caracterizado mediante un perfilómetro de no contacto y el efecto de endurecimiento inducido por el proceso de arenado se ha determinado mediante ensayos de indentación a diferentes escalas. Los resultados obtenidos en este TFM muestran que las aleaciones presentan tanto una fracción volumétrica diferente de la fase LPSO como un tamaño de grano medio. Este fenómeno se debe principalmente a su diferente composición y temperaturas de extrusión. Además, las propiedades mecánicas en términos de dureza Vickers aumentan con la cantidad de la LPSO y disminuyen con el incremento de la temperatura de extrusión. También se observó anisotropía, tanto microestructural como mecánica, en términos de dureza entre las mismas muestras evaluadas en sección transversal como longitudinal al proceso de extrusión. Posteriormente, se observó que la presión de arenado afecta considerablemente la calidad superficial, tanto en términos microestructurales como mecánicos. De hecho, la amplitud de la rugosidad aumentó con la presión de ensayo. Finalmente, se encontró que el proceso de arenado mejora considerablemente las propiedades mecánicas superficiales entre un 15 y un 50 % respecto al valor de las aleaciones de referencia.
dc.description.abstractThe main goal of this Master’s thesis is to investigate the effect of microstructural surface modification as well as the mechanical properties under different stress fields (Vickers hardness and monotonic contact fatigue) of Mg-Zn-Y alloys, which contains Long Period Stacking Ordered Structures (LPSO). Three different alloys with different compositions and extrusion temperatures (350 and 450°C) were studied. First, the microstructure and mechanical properties of mirror-like polished samples (denoted as reference samples) have been evaluated by advanced characterization technics such as Scanning Electron Microscopy,macro- and microindentation tests, etc. Afterwards, the surface modification was conducted by sandblasting with alumina particles of 110 m in average at different pressures (1, 3 and 5 bars). The roughness induced during the surface treatment process has been investigated by noncontact profilometer and the hardening effect induced by the sandblasting process has been investigated by hardness tests at different length scales. The microstructural results showed that the alloys had different volume fraction of LPSO phase and average grain size due to their different composition and extrusion temperatures. Furthermore, the mechanical properties in term of Vickers hardness increase with the amount of the LPSO phase and decrease with the increase of the extrusion temperature. Besides, microstructural and hardness anisotropy was observed between the plain view and the cross-section profiles due to the extrusion process. Then, it was found that the pressure employed in order to superficially modify the superficial roughness considerably affects the superficial quality in terms of microstructure and mechanical properties. In fact, the amplitude of the roughness increased with the sputtering pressure. Finally, it was found that the sandblasting process enhanced the hardness of the material surface from 15% to 50%.
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversitat Politècnica de Catalunya
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subjectÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
dc.subject.lcshMaterials -- Mechanical properties
dc.subject.lcshAlloys
dc.subject.lcshMagnesium
dc.titleCan surface modification enhance the mechanical properties through microstructural changes of magnesium alloys?
dc.typeMaster thesis
dc.subject.lemacMaterials -- Propietats mecàniques
dc.subject.lemacAliatges
dc.subject.lemacZinc
dc.subject.lemacMagnesi
dc.identifier.slugPRISMA-157893
dc.rights.accessOpen Access
dc.date.updated2021-03-17T19:32:31Z
dc.audience.educationlevelMàster
dc.audience.mediatorEscola d'Enginyeria de Barcelona Est
dc.audience.degreeMOBILITAT INCOMING
dc.description.mobilityIncoming


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