Un recorrido por las propiedades microestructurales de la aleación Al-Fe-Cr

An overview for the microstructural properties of the Al-Fe-Cr alloy

La aleación Al-Fe-Cr ha sido solidificada rápidamente por la técnica de melt-spinning. La estructura delos listones ha sido estudiada por SEM, TEM y Difracción de rayos-X. Los listones fueron recocidos a500 °C durante 48 hrs. para estudiar la influencia del tratamiento térmico sobre la microestructura. Lamicroestructura de los listones de la aleación ternaria Al-Fe-Cr sufrió un considerable refinamiento encomparación con la misma aleación producida por el método convencional de fusión y colado. El tamañode grano de los listones decrece tanto como la velocidad de enfriamiento incrementa. Una estructuraordenada del tipo B2 fue obtenida para las aleaciones ternarias solidificadas rápidamente y recocidas entodas las velocidades de enfriamiento.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos intermetálicos ordenados son materiales candidatos para aplicaciones estructurales a temperaturas elevadas [1]. Sin embargo, a temperatura ambiente tienen aplicaciones limitadas debido a su baja ductilidad y baja resistencia al impacto [2]. A través de un preciso control en la composición y la microestructura se pueden mejorar considerablemente sus propiedades mecánicas. Las rutas que permiten este control son la solidificación rápida, recocido, tratamiento termomecánico y aleado convencional [3]. Mediante el micro y macroaleado con Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Si y Ni los elementos que reducen la fragilización mejoran la ductilidad e inducen pasividad [4]. Otro método de gran utilidad es el proceso de solidificación rápida mediante melt-spinning, el cual promete ser un medio de estudio para correlacionar la velocidad de enfriamiento con la microestructura y las propiedades mecánicas de compuestos intermetálicos.

La ductilidad reportada para la aleación Al-40Fe-5Cr obtenida mediante extrusión y recocido ha sido correlacionada también con el tipo de procesamiento y la microestructura [5]. Para este sistema se han reportado alargamientos de un 2% y 2,2% para tamaños de grano de cinco micras. Sin embargo, reportan la presencia de partículas de Cr₂Al originando un incremento en la resistencia a la fluencia con una reducción simultánea de la ductilidad. Para nuestro sistema se ha considerado evitar la precipitación de partículas de Cr₂Al, que limitan la capacidad de deformación. Para ello, se considera el procesamiento de solidificación rápida, con la finalidad adicional de mejorar la extensión de la solubilidad del soluto en la matriz férrica.

El propósito de este trabajo es dar a conocer el efecto de la solidificación rápida sobre la aleación de AlFe macroaleado con cromo (Cr), así como la influencia que el cromo ejerce sobre la microestructura; en particular, se considera el parámetro de red, tamaño de grano y la solubilidad del soluto para condiciones de colado convencional, solidificación rápida y recocido.