Resumen

En este estudio se investigó el efecto de la velocidad de enfriamiento sobre la microestructura de la aleación Al₉₄Mn₂Be₂Cu₂. La aleación fundida por inducción en vacío y fundición se expuso a diferentes velocidades de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento más lenta se consiguió mediante el DSC (10 K-min^-1), la velocidad de enfriamiento moderada se consiguió mediante la fundición en el molde de cobre (≈1 000 K-s^-1) y la solidificación rápida se realizó mediante la hilatura de la masa fundida (hasta 106 K-s^-1). La microestructura de la muestra DSC consistía en una matriz α-Al y varios intermetálicos: τ₁-Al₂₉Mn₆Cu₄, Al₄Mn, θ-Al₂Cu y Be₄Al(Mn,Cu). Las microestructuras de la aleación en enfriamiento moderado y rápido consistían en la matriz α-Al, la fase i y θ-Al₂Cu. Las partículas de i-fase y θ-Al₂Cu eran mucho más pequeñas y estaban distribuidas más uniformemente en las cintas hiladas en fusión.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones que surgen del sistema Al-Mn contienen una serie de fases intermetálicas estables y metaestables [1]. En este sistema, la fase cuasicristalina fue descrita en 1984 por Shechtman y otros [2]. Recientemente, Trebin et al. [3] definieron el estado cuasicristalino como un tercer estado sólido, además del cristalino y el amorfo. Los átomos están dispuestos regularmente, pero no tienen simetría traslacional. En las aleaciones de aluminio, la mayoría de las fases cuasicristalinas son termodinámicamente metaestables y sólo se forman en condiciones de desequilibrio (alrededor de 10⁶K s^-1) [4], pero en algunas aleaciones pueden formarse ya a velocidades de enfriamiento moderadas [5].

La bibliografía disponible ofrece datos sobre los siguientes sistemas binarios Al-Mn, Al-Be, Al-Cu, Be-Cu y Cu-Mn, mientras que el diagrama de fases Mn-Be aún no se ha determinado [1]. En el diagrama de fases Al-Mn existen varios compuestos intermetálicos. En la esquina del aluminio se produce la reacción eutéctica L → α-Al + Al₆Mn tiene lugar a 658 °C y 0,62 at.% Mn. Por encima del punto eutéctico de la curva liquidus se eleva abruptamente: 705 °C a 2,4 at. % Mn, 765 °C a 5 at. % Mn.

El sistema Al-Cu también es complejo, con varios compuestos intermetálicos. En la esquina del aluminio se produce una reacción eutéctica: L → α + θ-Al₂Cu.

Entre los diagramas de fases ternarios están bien estudiados los sistemas AlMn-Cu y Al-Cu-Be [6], mientras que sólo se investigó una parte del sistema ternario Al-Mn-Be en la esquina del aluminio [7]. La proyección del liquidus reveló cuatro zonas de cristalización primaria: una solución sólida de aluminio basada en α_Al, Al₆Mn, berilio puro (α_Be) y un compuesto ternario Al₁₅Mn₃Be₂. También existen otras dos posibles fases Be₄AlMn y µ-Al₄Mn [8].

• Materias:Aleaciones Aluminio Enfriamiento Microestructura Solidificación
• Subjects:Alloys Aluminum Cooling Microstructure Solidification
• Palabras claves:Aleación de aluminio; Metalografía; Microestructura; Velocidad de enfriamiento; Solidificación
• Keywords:Al-alloy; Metallography; Microstructure; Cooling rate; Solidification