Influencia de los tratamientos térmicos en la anisotropía del Ti6Al4V fabricado mediante manufactura aditiva

Pelayo García, Jean Michael; Fajardo Rangel, Marieth Stephanía

Influencia de los tratamientos térmicos en la anisotropía del Ti6Al4V fabricado mediante manufactura aditiva

dc.contributor.advisor	González Estrada, Octavio Andrés
dc.contributor.advisor	Martínez Díaz, Elkin
dc.contributor.author	Pelayo García, Jean Michael
dc.contributor.author	Fajardo Rangel, Marieth Stephanía
dc.contributor.evaluator	Pertuz Comas, Alberto David
dc.contributor.evaluator	Cuervo Velásquez, Paula Andrea
dc.date.accessioned	2025-08-19T12:08:27Z
dc.date.available	2025-08-19T12:08:27Z
dc.date.created	2025-08-15
dc.date.issued	2025-08-15
dc.description.abstract	La aleación de titanio Ti6Al4V es ampliamente utilizada en aplicaciones aeroespaciales y biomédicas debido a sus excelentes propiedades mecánicas, baja densidad y biocompatibilidad. Sin embargo, cuando se fabrica mediante manufactura aditiva por fusión de haz de electrones (EBM), la microestructura resultante presenta una marcada anisotropía, producto de la solidificación direccional y la naturaleza capa por capa del proceso, lo que genera alineación de granos y variaciones en el comportamiento mecánico según la orientación. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de tratamientos térmicos post procesamiento sobre la anisotropía del Ti6Al4V fabricado por EBM, con el fin de mejorar la uniformidad de sus propiedades. Se aplicaron tratamientos térmicos a tres temperaturas: 950 °C (sub transus), 990 °C (near transus) y 1050 °C (super transus). Las muestras fueron caracterizadas mediante microscopía óptica, ensayos de compresión cuasi estáticos y micro dureza Vickers en los planos paralelo y perpendicular a la dirección de impresión. Los resultados mostraron una transformación progresiva de la microestructura, con mayor homogeneidad y formación de granos equiaxiales a medida que aumentaba la temperatura. El tratamiento a 1050 °C fue el más efectivo, reduciendo la anisotropía del módulo de Young (7.26 % a 0.53 %), del límite de fluencia (13.95 % a 4.06 %) y de la dureza (6.84 % a 2.31 %). Aunque se observó una ligera disminución en la resistencia mecánica, la mejora en la isotropía confirma que los tratamientos térmicos son una estrategia viable para optimizar el desempeño del Ti6Al4V procesado por EBM en aplicaciones donde se requiere alta confiabilidad estructural.
dc.description.abstractenglish	The titanium alloy Ti6Al4V is widely used in aerospace and biomedical applications due to its excellent mechanical properties, low density, and biocompatibility. However, when produced through additive manufacturing by Electron Beam Melting (EBM), the resulting microstructure exhibits significant anisotropy. This is mainly caused by the directional solidification and the layer-by-layer nature of the process, which lead to grain alignment and variations in mechanical behavior across different directions. This study aimed to evaluate the effect of post-processing heat treatments on the anisotropy of EBM-processed Ti6Al4V, with the goal of enhancing its mechanical uniformity. Heat treatments were conducted at three temperatures: 950 °C (sub transus), 990 °C (near transus), and 1050 °C (super transus). The samples were characterized using optical microscopy, quasi-static compression tests, and Vickers microhardness measurements in both the build and transverse planes. The results revealed a progressive transformation of the microstructure, with increased homogeneity and equiaxed grain formation at higher temperatures. The super transus condition was the most effective, significantly reducing anisotropy: Young’s modulus decreased from 7.26 % to 0.53 %, yield strength from 13.95 % to 4.06 %, and Vickers hardness from 6.84 % to 2.31 %. Although a slight reduction in mechanical strength was observed at higher temperatures, the improved isotropy makes heat treatment a viable strategy for optimizing the performance of Ti6Al4V components manufactured by EBM, especially in applications requiring structural reliability and consistency.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45899
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Ti6Al4V
dc.subject	manufactura aditiva
dc.subject	EBM
dc.subject	anisotropía
dc.subject	tratamientos térmicos
dc.subject.keyword	Ti6Al4V
dc.subject.keyword	additive manufacturing
dc.subject.keyword	EBM
dc.subject.keyword	anisotropy
dc.subject.keyword	heat treatments
dc.title	Influencia de los tratamientos térmicos en la anisotropía del Ti6Al4V fabricado mediante manufactura aditiva
dc.title.english	Influence of Heat Treatments on the Anisotropy of Ti6Al4V fabricated via Additive Manufacturing
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado