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Título:
PARÁMETROS TÉRMICOS Y METALOGRÁFICOS EN ALEACIONES DE Al-Cu DENDRITICAS Y EUTECTICAS SOLIDIFICADAS DIRECCIONALMENTE
Autor/es:
C.M. RODRIGUEZ; C.E. SCHVEZOV; M.R. ROSENBERGER; A.E. ARES
Lugar:
Universidad Técnica Federico Santa María, Chile
Reunión:
Congreso; 12º CONGRESO BINACIONAL DE METALURGIA Y MATERIALES, CONAMET/SAM 2012; 2012
Institución organizadora:
CONAMET - Universidad Técnica Federico Santa María
Resumen:
Existen 5 aleaciones no ferrosas de aluminio que poseen un mayor interés comercial, las mismas son las aleaciones de Al-Cu, Al-Zn, Al-Mg, Al-Si, Al-Mn, El presente trabajo será destinado al estudio de los parámetros térmicos y metalográficos en aleaciones de Al-Cu solidificadas direccionalmente. El aluminio puro posee buena resistencia a la corrosión (ya que posee una capa de óxido de aluminio, Alúmina) pero baja dureza y resistencia a la fatiga, el agregado de cobre mejora propiedades como dureza, resistencia a la fatiga, maquinabilidad pero disminuye su resistencia a la corrosión. Esta aleación se utiliza en la estructura de los aviones (debido a su alta relación dureza-peso), partes de autos, marcos de ventanas, cubiertos, entre otros. En una aleación solidificada direccionalmente se pueden encontrar tres tipos de estructura, columnar, de transición columnar a equiaxial (TCE) y equiaxial, el fenómeno de la transición se debe a que el crecimiento de los granos columnares es frenado por la nucleación de los granos equiaxiales al frente de la interface del crecimiento columnar. Dentro de cualquiera de las estructuras ya sea columnar o equiaxial se produce el fenómeno de crecimiento dendrítico el cual va a depender de los campos térmicos y de soluto, En general las dendritas columnares crecen donde los gradientes térmicos son más altos mientras que se transforma a una estructura equiaxial cuando disminuyen los gradientes térmicos. Las probetas de Al-Cu solidificada direccionalmente se obtuvieron a partir de lingotes de aluminio grado comercial y Al-33,2%Cu (aleación eutéctica) y las concentraciones con las que se trabajo son, Al-1%wtCu, Al-4,5%wtCu, Al-15%wtCu (aleaciones hipoeutécticas) y Al-33,2%wtCu En el laboratorio se realizan dos tipos de experiencias, la primera (A) se utilizó para determinar la transición columnar a equiaxial (TCE) y los parámetros metalográficos, tales como, espaciamiento dendrítico, espaciamiento eutéctico y tamaño de grano y la segunda experiencia (B) mide la temperatura en el interior de la aleación y se determino la curva de enfriamiento (temperatura vs tiempo). Ambas experiencias se realizaron en un dispositivo que consta de cuatro partes, un sistema de calentamiento, un sistema de enfriamiento unidireccional (refrigerado con agua), un sistema de adquisición de datos y un sistema de registro de temperaturas. En la Experiencia A una vez realizada la solidificación unidireccional se procedió a cortar longitudinalmente la probeta con una sierra de mano, los fragmentos de las piezas fueron utilizados para analizar la macroestructura y la microestructura. Para determinar la macroestructura  se procedió a realizar el pulido con papeles abrasivos de diversas granulometrías (desde grado 60 hasta grado 1500) y luego se realizo el ataque químico para revelar la macroestructura a temperatura ambiente (25°C) con una solución de 15 ml HF:4,5 ml HNO3:9 ml HCl:271,5 ml H2O si el porcentaje de Cu en la aleación era menor al 10% y con una solución de 320 ml HCl:160 ml HNO3:20 ml HF en el caso de las aleaciones con un contenido de Cu mayor al 10% en las probetas, mientras que para determinar la microestructura se procedió de manera similar al anterior pero se lijo hasta pasta de diamantes de 4 µm y se ataco químicamente con una solución de Keller: 2,5HNO3: 1.5HCl: 1HF: 95H2O (destilada), por último se midió los tamaños de grano según norma estándar ASTM E 112 y los espaciamientos dendríticos y eutécticos según la técnica de intercepción lineal. En la experiencia B con los datos registrados durante el enfriamiento se realizo la curva de enfriamiento (Temperatura vs tiempo) a partir de la cual se obtuvieron los parámetros térmicos para cada una de las aleaciones como ser temperatura de sobrecalentamiento, temperaturas liquidus y solidus, velocidad de enfriamiento en el líquido y en el sólido, tiempo de solidificación local, velocidad de las interfases y gradiente de temperatura.