Análisis Térmico de Aleaciones Binarias del Sistema Al-Ni

A. E. ARES; R. ROZICKI; A. I. KOCIUBCZYK

Córdoba

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

El proceso de fundición consiste en fundir un material e introducirlo en una cavidad (vaciado, moldeado). Este se solidifica dentro del molde. Este proceso se puede realizar en varias etapas, donde unas de las más críticas es el enfriamiento y la solidificación de las piezas. Un enfriamiento excesivamente rápido de la solidificación puede provocar tensiones mecánicas en la pieza e incluso la aparición de grietas, en tanto que uno demasiado lento disminuye la productividad y dificulta la solidificación de las piezas. Por otra parte, un enfriamiento desigual provocaría que existan diferencias en el volumen, contorno y dureza del material metálico obtenido.La solidificación es una transformación en la que un líquido que no tiene estructura cristalina, pasa a un sólido con estructura cristalina. Es necesaria la presencia simultánea de las fases sólida y líquida. Se produce por la nucleación y crecimiento de un sólido en el seno de un líquido. Cuando la presión es constante, normalmente la presión es la atmosférica, la temperatura de equilibrio de las dos fases sólido y líquido es la temperatura de fusión.Durante la nucleación y crecimiento de los primeros núcleos de sólido, es liberado el calor latente de transformación líquido-sólido. La cantidad de energía liberada depende del tipo y de la cantidad de cristales en formación en función del tiempo. La cantidad de energía emitida puede ser suficiente para detener el enfriamiento del metal, disminuyendo su velocidad de enfriamiento. Estos eventos energéticos asociados a la solidificación pueden ser analizados a partir de las curvas de enfriamiento obtenidas experimentalmente en el interior del metal durante la solidificación. Esta técnica es conocida como análisis térmico [1].En el presente trabajo se aborda la solidificación direccional en forma vertical ascendente de aleaciones Al-Ni, relacionando el perfil de las curvas temperatura versus tiempo con la estructura obtenida en las probetas solidificadas de las siguientes composiciones: Al-1Ni; Al-3Ni; Al-5,7Ni; Al-8Ni. Para el análisis se correlacionan las temperaturas máximas alcanzadas por el sistema antes de iniciar el proceso de solidificación, los gradientes de temperatura, las velocidades de enfriamiento, las temperaturas de liquidus y solidus, los tiempos de solidificación local en las posiciones de cada termocupla y el perfil de los frentes de solidificación. En las probetas solidificadas se observa la forma de los granos obtenidos (columnares, equiaxiales o con transición de estruactura columnar a equiaxial - TCE) y se determina el tamaño de los mismos. Finalmente, se establecen correlaciones entre la variación de los parámetros térmicos y la estructura de los granos.