[en] The aim of this project is to create a heterogeneous metallic material by means of impact loading to create microstructural gradients across the material dimensions. For this purpose, pure Aluminium was used. A material is said to be heterogeneous when it shows a variation in its crystalline structure and therefore in its mechanical properties. One of the interests of this new branch of material is to present a high ductility as well as a high resistance, which is unprecedented given the contradictory aspect of these characteristics. During the impact loading, a force is applied suddenly and for a short time to a material to simulate extreme loading conditions. It deforms the material, these deformations induce a local displacement of material, which in turn gives the material a property gradient within its structure. In this project, several numbers of impacts at room temperature performed on the material surface were evaluated recording the impact force, impact energy and strain distribution. It was found an increased force with the number of impacts and a high deformation degree that decreases from the surface to the interior of the sample. The heterogeneous strain distribution across the sample dimensions gave rise to a hard surface and a soft zone in the interior of the tested sample. The tensile tests indicated that after four impacts the yield strength close to the surface's sample (130 MPa) increased three times concerning the material free of impacts (42 MPa). Moreover, the yield strength showed variations ranging from 130 MPa to 75 MPa as function of the distance to the impacted surface, confirming the material's gradient properties. A similar behavior was observed for ductility properties. The elongation decreases on the impacted surface with the number of impacts and increases in the zones far from the impacted surroundings. By means of electron back scattering diffraction (EBSD) using the Kernel Average Misorientation (KAM) approach it was demonstrated the dislocation density gradients across the sample thickness. Therefore, the dislocation gradients across the sample thickness were identified as the main hardening mechanism for the impacted materials.

[es] El objetivo de este proyecto es crear un material metálico heterogéneo mediante cargas de impacto para crear gradientes microestructurales a través de las dimensiones del material. Para ello se utilizó aluminio puro. Se dice que un material es heterogéneo cuando presenta una variación en su estructura cristalina y, por tanto, en sus propiedades mecánicas. Uno de los intereses de esta nueva rama de material es presentar una elevada ductilidad a la vez que una gran resistencia, lo que no tiene precedentes dado el aspecto contradictorio de estas características. Durante la carga de impacto, se aplica una fuerza de forma repentina y durante un breve periodo de tiempo a un material para simular condiciones de carga extremas. Al deformar el material, estas deformaciones inducen un desplazamiento local del material, lo que a su vez confiere al material un gradiente de propiedades dentro de su estructura. En este proyecto se evaluaron varios números de impactos a temperatura ambiente realizados sobre la superficie del material registrando la fuerza de impacto, la energía de impacto y la distribución de la deformación. Se encontró un aumento de la fuerza con el número de impactos y un alto grado de deformación que disminuye desde la superficie hacia el interior de la muestra. La distribución heterogénea de la deformación a lo largo de las dimensiones de la muestra dio lugar a una superficie dura y una zona blanda en el interior de la muestra ensayada. Los ensayos de tracción indicaron que, tras cuatro impactos, el límite elástico próximo a la muestra de la superficie (130 MPa) aumentó tres veces con respecto al material libre de impactos (42 MPa). Además, el límite elástico mostró variaciones que oscilaban entre 130 MPa y 75 MPa en función de la distancia a la superficie impactada, lo que confirma las propiedades de gradiente del material. Se observó un comportamiento similar para las propiedades de ductilidad. El alargamiento disminuye en la superficie impactada con el número de impactos y aumenta en las zonas alejadas del entorno impactado. Mediante difracción de electrones retrodispersados (EBSD) utilizando la aproximación Kernel Average Misorientation (KAM) se demostraron los gradientes de densidad de dislocaciones a lo largo del espesor de la muestra. Por lo tanto, los gradientes de dislocación a través del espesor de la muestra se identificaron como el principal mecanismo de endurecimiento de los materiales impactados.