OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE ALEACIONES HIPOEUTÉCTICAS Al-Si SOLIDIFICADAS DIRECCIONALMENTE

EDGAR IBAÑEZ; PAULA ALONSO; ALICIA ARES

Posadas

Jornada; X Jornadas Científico-Tecnológicas de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales (50 Años); 2023

FCEQyN-UNaM

En los procesos de solidificación industriales de aleaciones metálicas se espera que la estructura de granos obtenida sea completamente columnar, o bien, completamente equiaxial. No obstante, bajo determinadas circunstancias de la solidificación se produce una zona donde se encuentran presentes simultáneamente ambos tipos de granos en la pieza solidificada. Esta zona donde coexisten ambos tipos de granos se denomina zona de transición de estructura columnar a equiaxial (TCE). Dada la importancia tecnológica de la TCE, el objetivo de este trabajo es investigar dicho fenómeno en aleaciones aluminio-silicio (Al-Si), particularmente aleaciones Al-4%Si y Al-6%Si (porcentajes en peso) durante la solidificación direccional vertical. Los ensayos de solidificación se realizaron empleando un horno de solidificación unidireccional ascendente. Mediante termocuplas tipo K colocadas equiespaciadamente en la longitud de la probeta y conectadas a un adquisidor de datos se registraron las temperaturas durante todo el proceso de solidificación. A partir de esos datos se obtuvieron las curvas enfriamiento y los parámetros térmicos de solidificación, esto es, la velocidad de enfriamiento, el gradiente térmico y la velocidad de solidificación. El parámetro térmico con el que se obtuvo una relación directa en la zona de ocurrencia de la TCE fue el gradiente térmico. El gradiente térmico crítico (valor del gradiente cuando ocurre la TCE), presentó valores mínimos o negativos.El estudio de la macroestructura (ancho y largo promedio de los granos columnares y tamaño promedio de los granos equiaxiales) se realizó mediante un corte longitudinal de las probetas, el desbaste mecánico y el ataque químico se realizó con reactivo Keller. La zona de TCE se ubicó visualmente y se midió su posición con respecto a la base de la probeta. Con respecto a los granos columnares y equiaxiales su caracterización se efectuó mediante el uso de la norma ASTM E112. Se observó que un mayor contenido de aleante y una mayor Velocidad de enfriamiento generan un refinamiento en la macroestructura.La caracterización microestructural se realizó mediante un microscopio óptico metalográfico; se obtuvieron imágenes de las dendritas secundarias, λ2, y se midió su espaciamiento. También, se identificaron los microconstituyentes como ser la fase α-aluminio y β-silicio y de esta forma se pudo describir su morfología y características a nivel microscópico. Además, se realizaron observaciones mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y se realizaron ensayos de difracción de rayos-x. Se obtuvieron difractogramas en el plano longitudinal y radial, donde se identificaron las fases α-aluminio y β-silicio. Finalmente, se realizaron medidas de microdureza, contrastándolas con los parámetros de solidificación y con el contenido de Si presente. Se observó un aumento de la microdureza con respecto al contenido de aleante, al refinamiento del grano y a menores valores de λ2.