Caracterización experimental de las emisiones de nanopartículas en el tratamiento de AA6061, AISI304 y Ti6Al4V por ondas de choque generadas por LASER

• Autores: J.F.P. Gomes, Rosa M. Miranda, Juan Antonio Porro González, José L. Ocaña
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 53, Nº. 4, 2017, pág. 104
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Experimental characterization of nanoparticles emissions during Laser Shock Processing of AA6061, AISI304 and Ti6Al4V
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    Este artículo es un estudio experimental sobre la caracterización de las emisiones de nanopartículas en el tratamiento superficial por ondas de choque generadas por LASER (LSP) de materiales metálicos: aceros inoxidables, aleaciones de aluminio y de titanio. Se confirmó que la emisión de partículas de tamaño nanométrico consiste en agregados compuestos de partículas esféricas en el rango de 10-20 nm, cubiertas por una pequeña “capa” concéntrica correspondiente a óxidos metálicos. El análisis de las nanopartículas mostró la presencia de los principales elementos presentes en las aleaciones ensayadas, y también un contenido elevado de oxígeno que corrobora la presencia de óxidos de Fe, Al y Ti. La cantidad de nanopartículas emitidas, mostró aumentos considerables sobre la línea de base medida para el ambiente de trabajo, y estos aumentos corresponden a los impulsos más intensos de LASER. Se observó que la densidad del material influí en la cantidad de nanopartículas emitidas. Durante el LSP de aleación de aluminio (el material más ligero) se midió una gran cantidad de nanopartículas, mientras que en LSP de acero inoxidable se observaron pocas nanopartículas, y este es el material más denso, entre los tres ensayados. La aleación de titanio da como resultado valores intermedios. El estudio de estas emisiones es innovador y relevante para entornos industriales donde el proceso de fabricación está en uso.

  • English

    This paper describes an experimental study on the emission of nanometric size particles during laser shock processing of metallic materials: stainless steel, aluminum and titanium alloys which are the most common ones processed by this technique. The emission of nanometric size particles was confirmed to consist of aggregates composed of smaller spherical particles in the range of 10-20 nm, covered by a small concentric “layer” probably of metal oxides. The analysis of the nanoparticles showed the presence of the main elements present in the tested alloys as well as high oxygen content, which is another indication of the presence of oxides of Fe, Al and Ti. The amount of emitted nanoparticles, showed considerable increases over the baseline measured for the working environment, and these increases correspond to the more intense pulses of the laser beam. The material density was seen to highly affect the quantity of emitted nanoparticles. During LSP of aluminium alloy (the lighter material) a large quantity of nanoparticles was measured, while in LSP of stainless steel few nanoparticles were observed, and this is the denser material, among the three tested. Titanium alloy results in intermediate values. The study of these emissions is innovative and relevant for industrial environments where the manufacturing process is in use.