Resumen

Una aleación de Al-Fe, fundida en un horno de inducción con un crisol de grafito, se refinó en grano con el refinador de grano AlTi5B1. La masa fundida se agitó tras la adición del refinador de grano. La primera muestra se fundió dos minutos después de la adición del refinador de grano y la segunda muestra quince minutos después de la adición del refinador de grano. Se volvió a agitar la masa fundida antes de fundir la tercera muestra. Se observó que el tamaño de grano aumentaba con el tiempo de mantenimiento. Sin embargo, el tamaño de grano de la tercera muestra, tras la agitación, disminuyó a un tamaño similar al de la primera muestra. Los resultados indican que la agitación de una masa fundida refinada puede restablecer el efecto de refinamiento del grano.

INTRODUCCIÓN

En la industria, el refinamiento del grano es un método común para conseguir una estructura de grano adecuada, uniforme y fina en las aleaciones de aluminio forjado. Los refinadores de grano más utilizados se basan en Al-Ti-B, especialmente Al-5wt. %Ti-1wt. %B (AlTi5B1). Los refinadores de grano AlTi5B1 se componen de una matriz α-Al, partículas Al₃Ti y TiB₂ [1].

Existen muchas teorías que explican el mecanismo del afino de grano [1-3]. Se cree que la nucleación de los granos de aluminio tiene lugar directa o indirectamente (con una capa intermedia entre ambas) sobre las partículas de TiB₂. Además de las partículas, en las que tiene lugar la nucleación del aluminio, los solutos de las aleaciones también promueven el refinamiento del grano [4].

También se sabe que el efecto del refinamiento de grano de AlTi5B1 es mucho menor de lo esperado si la masa fundida con refinamiento de grano se mantiene durante más tiempo antes de la colada. Este fenómeno suele denominarse desvanecimiento, y sugiere que el número de sitios nucleantes potentes disminuye con el tiempo de mantenimiento [2]. Esto se suele atribuir a la disolución o a la sedimentación/flotación (o a ambas) de las partículas nucleantes durante largos periodos de mantenimiento [2, 5-9].

Se ha descubierto que la agitación continua evita el desvanecimiento en una fusión de aluminio refinado con grano Al-Ti-B [6,10]. Los resultados de Wang et al., por ejemplo, mostraron que el contenido de Ti y B en una masa fundida refinada con grano Al-Ti-B disminuía con el tiempo de mantenimiento y que la agitación de la masa fundida era capaz de recuperar los contenidos de Ti y B en la masa fundida [6]. Se observó que los contenidos de Ti y B aumentaban en el fondo del crisol debido a la sedimentación de las partículas de Al₃Ti y TiB₂, pero también que la agitación enérgica de la masa fundida utilizando purga de argón podía devolver parcialmente las partículas a la masa fundida [7]. Nuestros resultados anteriores también han demostrado que con la refundición, el tamaño de grano aumenta, mientras que los contenidos de Ti y B disminuyen [11]. También demostramos que la eficacia del mismo contenido de B en forma de refinador de grano disminuye con la refundición [11].

El objetivo de este trabajo es determinar cómo afecta la agitación al desvanecimiento del refinador de grano AlTi5B1 en una aleación Al-Fe.

• Materias:Aluminio Aleaciones Refinamiento del grano Solidificación
• Subjects:Aluminum Alloys Grain refining Solidification
• Palabras claves:Aleación de aluminio; Solidificación; Refinamiento del grano; Decoloración
• Keywords:Aluminium alloy; Solidification; Grain refinement; Fading