EFECTOS DEL GRADO DE INCLINACIÓN DEL HORNO EN LA TRANSICIÓN DE ESTRUCTURA COLUMNAR A EQUIAXIAL EN ALEACIONES ZN-1%AL

OKSENIUK, MARÍA V.; VILLALBA, MARCOS E; GUEIJMAN, SERGIO F; ARES, ALICIA E; SCHVEZOV, CARLOS E.

Posadas, Argentina

Jornada; VII Jornadas Científico Tecnológicas de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad Nacional de Misiones; 2009

Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, UNaM

El estudio de aleaciones Al-Zn alcanzó gran relevancia a nivel internacional porconstituirse en aleaciones ligeras, con buenas características de resistencia mecánica,resistencia a la corrosión, facilidad de fabricación, bajo costo de los materiales, bajastemperaturas de proceso, etc. La relevancia del problema en estudio está justificada enque las variables de solidificación (entre ellas la convección natural) afectan a lasestructuras del sólido formado y a sus defectos internos.Los objetivos del presente trabajo son: a) Realizar experiencias de solidificaciónunidireccional en un dispositivo refrigerado con agua, con una aleación Zn-1%Al (% enpeso), y solidificadas en las siguientes condiciones: vertical ascendente (0º), e inclinadaascendente a 30º y a 45 ° grados de inclinación de la probeta respecto al eje vertical. b)Determinar la transición de estructura columnar a equiaxial (TCE) por medio del análisisde la macroestructura en la posición de la TCE y a ambos lados de la misma. c) Registrarlos datos de temperatura en función del tiempo según transcurre la solidificación,determinando a partir de los mismos los parámetros térmicos importantes (gradientestérmicos, velocidades de enfriamiento y velocidades de las interfases líquidas y sólidas).Las aleaciones se prepararon utilizando Zinc electrolítico y Aluminio comercial, loscuales fueron trozados y convenientemente pesados para obtener una probeta cilíndricade aproximadamente 10 cm de altura. A fin de obtener la TCE, la aleación fue fundida ysolidificada direccionalmente en un molde de vidrio Pirex® de 2,2 cm de diámetrointerno, en un horno de solidificación direccional ubicado a 0°, 30º y 45°, que consta deuna unidad de calentamiento y sistemas de control y de adquisición de temperaturas, alque se le añadió un sistema de extracción calórica direccional.Una vez que se obtuvieron las probetas solidificadas a 0º, a 30º y a 45º conrespecto al eje vertical, se cortaron longitudinalmente y se desbastaron utilizandopapeles de distintas granulometrías desde # 80 hasta #1500, luego se pulieron conalúmina de 1 micrón y se atacaron químicamente con una solución de HCl al 70% pararevelar la macroestructura. La posición de la transición se determinó medianteobservación visual y microscopía óptica.Los principales resultados obtenidos son: a) La transición no es plana, ocurre enuna zona del orden de 1 cm o mayor, a donde coexisten ambos tipos de granos,columnares y equiaxiales. b) A 0º se obtuvo la posición promedio de la TCE a 7,9 cmdesde la base, a 30° la TCE se ubicó a 0,8 cm de la base y a 45º ocurrió a 5,8 cm de labase. c) En las tres direcciones, a 0°, 30° y a 45º, cuando ocurre la TCE el gradiente detemperatura adelante de la interfase alcanza valores críticos. d) A medida que aumentala velocidad de enfriamiento en el líquido, aumenta la longitud de la zona columnar. d)En el caso de las probetas solidificadas a 30° y 45º, la dirección de crecimiento de losgranos columnares respecto de la vertical ocurre a 30° y a 23° de inclinación