Relación entre la microestructura de la aleaciones Al-Cu solidificadas direccionalmente. - Rodriguez, Carlos María (2013)
En general, en un proceso de solidificación de piezas metálicas se espera que la estructura de los granos del material solidificado sea completamente columnar o completamente equiaxial. Sin embargo, bajo determinadas condiciones de solidificación se produce una zona donde se encuentran presentes simultáneamente los granos columnares y los equiaxiales, esta zona donde coexisten ambos tipos de granos se denomina zona de transición de estructura columnar a equiaxial 'TCE'. El objetivo de esta Tesis es evaluar la relación entre la macroestructura y la microestructura de aleaciones Al-Cu solidificadas unidireccionalmente, en forma ascendente, con los valores de la microdureza Vickers y los parámetros térmicos de las aleaciones. Para ello, se prepararon probetas de aleaciones Al-Cu con composiciones hipoeutécticas [Al-1 por ciento Cu, Al-4,5 por ciento Cu y Al-15 por ciento Cu] y eutécticas [Al-33,2 por ciento Cu], obteniéndose en todas las probetas la TCE. Se obtuvieron las curvas de enfriamiento de las distintas aleaciones y se determinaron los parámetros térmicos. A las probetas se le realizaron cortes longitudinales donde se midieron los parámetros metalográficos y la variación en la composición de los principales elementos de la aleación, tanto a escala macroscópica como microscópica. Además, se midieron los valores de microdureza Vickers en la longitud, en el ancho y en las distintas fases presentes. Se observó que al momento en que se produce la TCE los valores de los gradientes de temperatura alcanzan un valor mínimo y crítico, que varía entre 0,99 grados C/cm y 5,11 grados C/cm. Mientras que los valores de las velocidades de las interfases líquidas se encuentran entre 1,2 cm/min y 1,9 cm/min. Asimismo, para aleaciones de composiciones hipoeutécticas se determinó que existe un valor crítico de la velocidad de enfriamiento por debajo del cual la macroestructura de las probetas es completamente equiaxial. Además, los valores de microdureza aumentan a medida que se incrementa el contenido de soluto en la aleación y las correlaciones entre el espaciamiento dendrítico secundario y el espaciamiento eutéctico con los valores de microdureza son independientes del tipo de estructura de grano. Igualmente, se encontró que el valor de la microdureza es superior en la fase intermetálica 'Al2Cu' que en la fase alfa. Por último, se obtuvo que a medida que aumentan los valores de la microdureza se incrementan los valores de las velocidades de las interfases; en cambio, los valores de los gradientes de temperatura disminuyen a medida que se incrementan los valores de la microdureza.