Precauciones para la forja de superaleaciones

Control óptimo de la temperatura
El forjado de superaleaciones requiere un control preciso de la temperatura debido a su estrecho rango de temperatura de trabajo en caliente. Es fundamental considerar cuidadosamente la temperatura de forjado adecuada para evitar fluctuaciones drásticas durante el proceso. Para evitar grietas causadas por una temperatura interna desigual, es crucial controlar estrictamente la velocidad de calentamiento de la aleación durante el forjado y el calentamiento. Tras el forjado, se recomienda un enfriamiento lento para asegurar una estructura uniforme.

Control de deformación
Las superaleaciones presentan una plasticidad reducida a altas temperaturas, lo que las hace susceptibles a fracturas frágiles con deformaciones excesivas durante el forjado. Para evitarlo, la deformación por forjado de las superaleaciones debe limitarse a un rango del 3 % al 25 %, según el grado. En el caso de superaleaciones específicas donde el tamaño de grano es un factor crítico, se requiere una mayor deformación por forjado, pero siempre dentro de límites razonables. Temperaturas de calentamiento más bajas y mayores grados de deformación durante el forjado final pueden favorecer el desarrollo de una estructura de grano fino y uniforme.

Presión de forjado óptima
Debido a su baja plasticidad y alta resistencia, las superaleaciones requieren una presión de forjado considerable para su deformación. Por lo tanto, se recomienda utilizar equipos con mayor capacidad de presión para forjar superaleaciones. La resistencia a la tracción y el límite elástico son indicadores clave que influyen en la presión de forjado necesaria. En los casos en que la capacidad del equipo sea insuficiente para el forjado en matriz, aumentar la temperatura de forjado puede ayudar a reducir la presión requerida.

Consideración de la velocidad de deformación
Los procesos de trabajo en caliente presentan efectos de endurecimiento por deformación y recristalización que pueden afectar las propiedades del material de manera diferente. Equilibrar estos efectos es crucial durante el forjado para lograr las características deseadas del material. La velocidad de deformación desempeña un papel fundamental en este equilibrio.

A velocidades de deformación muy bajas, la recristalización contrarresta el endurecimiento por deformación, lo que da como resultado un material más plástico y menos resistente.
Las velocidades de deformación más elevadas dificultan la recristalización, lo que da como resultado un material más resistente pero menos plástico.
El equilibrio óptimo se suele conseguir a una velocidad de deformación moderada, donde los efectos térmicos internos mejoran las tasas de recristalización, dando como resultado materiales con propiedades equilibradas.

En los procesos de forjado, generalmente se prefiere una velocidad de deformación moderada, mientras que para el laminado en caliente se utilizan velocidades más bajas. Cada velocidad elegida busca lograr características de rendimiento del material estables y óptimas.