INVESTIGADORES
TOLLEY Alfredo Juan
congresos y reuniones científicas
Título:
Estudio de la etapa inicial de precipitación en aleaciones Al-Cu-Si-Ge
Autor/es:
M. V. CASTRO RIGLOS; A. TOLLEY
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; II Congreso Argentino de Micrsocopía; 2012
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Microscopía
Resumen:
El sistema Al-Cu ha sido muy estudiado desde hace varias décadas tanto por interés académico como práctico para el desarrollo de aleaciones que se endurecen por precipitación. En este sistema, se obtiene un máximo de dureza por envejecimiento a temperaturas de entre 150ºC y 200ºC asociado a la precipitación de una fase metaestable denominada ? (algunos autores identifican estos precipitados como zonas de Guier-Preston de tipo II o GPII). Otra fase metaestable, ´, se observa cuando el material se somete a prolongado sobreenvejecimiento. Hace algunos años se ha demostrado que el agregado de una baja concentración de Si y Ge, en cantidades similares, provoca cambios muy significativos en la cinética de precipitación, acortando el tiempo necesario para obtener el máximo de dureza y aumentando el valor de dicho máximo [1]. Mediante la caracterización de la microestructura por microscopía electrónica de transmisión se ha mostrado que la máxima dureza está asociada a la formación de una alta densidad de precipitados de fase ´, por nucleación heterogénea sobre precipitados de Si-Ge. El mecanismo que controla la formación de precipitados de Si-Ge aún no ha sido estudiado en detalle. En este trabajo se estudian específicamente las etapas iniciales del proceso de precipitación en una aleación Al-2%Cu-0,5%Si-0,5%Ge (% atómico). La misma fue solubilizada a 500ºC, templada en agua con hielo y envejecida a 160ºC. Se estudió la evolución de la microestructura mediante microscopía electrónica de transmisión, utilizando un microscopio Philips CM200 UT en el Centro Atómico Bariloche. La dureza crece gradualmente hasta alcanzar un máximo a las 20 horas de envejecimiento. Para un tiempo de envejecimiento de 3 horas se observó una alta densidad de precipitados de fase ?, como se ilustra en la imagen de campo claro que se muestra en la figura 1, obtenida en condición de dos haces con g = 200. En esta imagen se observan los precipitados que se encuentran paralelos a los planos 200, con morfología de discos paralelos al haz de electrones. Se puede ver el contraste característico de distorsión elástica que los precipitados producen en la matriz de aluminio. La figura 2 muestra una serie de imágenes de alta resolución correspondientes al eje de zona 001. En esta orientación se observan dos variantes de precipitados ? paralelos al haz de electrones (Fig. 2a), los cuales tienen mayoritariamente un espesor de 0,6 nm. Se observan también, con una densidad mucho menor, precipitados de Si-Ge (Fig 2b y c). Resultados previos indican que dichos precipitados tienen una estructura cúbica diamante y una morfología de barra orientados en las direcciones de tipo [1]. Los que se observan en la figura 2 corresponden a barras en la dirección [001], paralela al haz de electrones, y están asociados a un precipitado de fase ?. Ocasionalmente se observan precipitados de Si-Ge aparentemente separados de otros de fase ?. En la figura 3 se observan partículas de Si-Ge asociadas a precipitados con un espesor mayor. Dado que el espesor de las placas de fase ´ es mayor al de las de fase ?, y que la geometría observada es característica de la nucleación heterogénea de precipitados de fase ´ sobre partículas de Si-Ge, observada en muestras con mayor tiempo de envejecimiento [2], estas imágenes posiblemente correspondan a la etapa incipiente de nucleación de la fase ´ sobre partículas de Si-Ge. Los resultados presentados sugieren que la formación de precipitados de Si-Ge se produce por nucleación heterogénea sobre los precipitados preexistentes de fase ?. Una vez formados los precipitados de Si-Ge, se nuclean sobre éstos precipitados de fase ´. REFERENCIAS [1] Mitlin et al. Material Science and Engineering A 2001. [2] M. Victoria Castro Riglos, Alfredo Tolley, Anales XVII Congreso Internacional de Microscopía, Río de Janeiro, Septiembre de 2010.