SOLIDIFICACIÓN UNIDIRECCIONAL HORIZONTAL DE ALEACIONES Zn-Sn HIPOEUTÉCTICAS

M. ZURKO; C. M. RODRIGUEZ; W. DESROSIN; C. E. SCHVEZOV; A. E. ARES

Posadas

Jornada; VIII Jornadas Científico Tecnológicas; 2011

CIDET - UNAM

En el presente trabajo se contribuyó a una mejor comprensión del fenómeno desolidificación de aleaciones binarias Zn-Sn de concentraciones correspondientes a la zonahipoeutéctica del diagrama de equilibrio (Zn-1%Sn a Zn-4%Sn), solidificadasunidireccionalmente en un horno de disposición horizontal, analizando la influencia de losparámetros del proceso de solidificación. Los objetivos generales del presente trabajofueron los de estudiar el comportamiento de las interfases de solidificación, lasmacroestructuras, y las microestructuras para relacionarlos con las propiedades de lasaleaciones Zn-Sn, cuando son solidificadas unidireccionalmente, mediante la extraccióncalórica en dos sentidos opuestos.Para la obtención de las probetas se usaron crisoles de arcilla (preparadospreviamente) con la aleación en cuestión, los cuales se colocaron en un horno horizontal(diseñado y fabricado en el grupo de trabajo) y se registró la temperatura en función deltiempo durante la solidificación de la misma. La temperatura del horno se elevó hastaaproximadamente unos 500ºC, para lograr la fusión de la misma y luego se enfriódireccionalmente mediante dos enfriadores posicionados en ambos extremos del horno,hasta completar la solidificación. Se obtuvieron probetas de Zn y Sn puros y de aleacionesZn-Sn con forma de segmentos cilíndricos, con concentraciones de 1%, 2%, 3% y 4% enpeso de Sn y con una longitud promedio de entre 13 cm-13,5 cm, un ancho promedio deentre 3 cm-3,2 cm y un espesor promedio de entre 0,8 cm – 1 cm dependiendo de laexperiencia. Se determinaron las posiciones, velocidades y aceleraciones de cada una delas interfases presentes y se relacionaron con las estructuras finales producto de lasolidificación. Además, se relacionaron las velocidades promedio de crecimiento de lamacroestructura, estimadas a partir de mediciones de los tamaños promedios dendríticos yde los espaciados de eutécticos, con las velocidades de las diferentes interfases.Para las condiciones de solidificación horizontal, con dos sentidos de extraccióncalórica, las velocidades de las interfases no fueron constantes y mostraron una tendenciacreciente en función de la distancia a partir de los extremos. Las velocidades de lasinterfases se incrementaron, justo antes de la colisión. Se determinó que las velocidades dealgunas interfases pueden alcanzar un valor máximo y volver a disminuir sin cambiar susigno, es decir, las interfases no siempre se aceleran, ni hay necesariamente creación denuevas interfases. Las aceleraciones de las interfases no fueron constantes y mostraronuna tendencia creciente en función de la distancia a partir de los extremos. Sedeterminaron desaceleraciones de algunas interfases durante su movimiento para algunasconcentraciones y en ciertas condiciones particulares de solidificación. También, en loscasos en los que ocurre un cambio de estructura del grano (de columnar a equiaxial) sedetectó un valor de gradiente de temperatura mínimo y crítico de entre -0.8ºC/cm y1,5ºC/cm.