Effect of solution treatment on intermetallic phases morphology in AlSi9Cu3 cast alloy

Efecto del tratamiento en solución sobre la morfología de las fases intermetálicas en la aleación fundida AlSi9Cu3

En el presente trabajo se investigó la influencia del tratamiento en solución a 505°C, 515°C y 525°C±2°C con diferentes tiempos de mantenimiento 2, 4, 8, 16 y 32 horas sobre los elementos microestructurales de la aleación comercial de fundición AlSi9Cu3. Durante este tratamiento térmico se observó la esferoidización del Si eutéctico, la desintegración gradual de las fases intermetálicas ricas en hierro sobre la base Al(FeMnMg)Si, el acortamiento y adelgazamiento de las agujas de hierro Al₅FeSi y la disolución de la fase intermetálica Al-Al₂Cu-Si por la temperatura de 525°C.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones de aluminio representan una importante categoría de materiales debido a su alto valor tecnológico y su amplia gama de aplicaciones, especialmente en las industrias aeroespacial, automovilística y doméstica. Las aleaciones del sistema Al-Si-Cu han adquirido una importancia creciente en los últimos años, principalmente en la industria del automóvil que utiliza aluminio secundario (reciclado) en forma de diversos soportes de motor, pistones, culatas, intercambiadores de calor, acondicionadores de aire, carcasas de transmisiones, ruedas, guardabarros, suelo de carga y componentes de suspensión debido a su elevada resistencia a temperatura ambiente y a alta temperatura [1]. Sin embargo, estos sistemas Al-Si-Cu suelen contener una cierta cantidad de Fe, Mn y Mg que están presentes de forma no deliberada o se añaden deliberadamente para proporcionar propiedades especiales al material. El Fe es una impureza común en las aleaciones de aluminio que conduce a la formación de fases intermetálicas complejas durante la solidificación, y cómo estas fases pueden afectar negativamente a las propiedades mecánicas, especialmente la ductilidad, y también conducir a la formación de defectos de porosidad por contracción excesiva en las piezas fundidas. La presencia de algo de Mg mejora la templabilidad del material y suele añadirse algo de Mn para reducir los efectos perjudiciales de impurezas como el hierro y el silicio. Dependiendo de la pureza del material base, las impurezas y los elementos de aleación pasan parcialmente a la matriz α y en parte forman fases intermetálicas. Durante el proceso de solidificación se forma una enorme variedad de fases intermetálicas, en los límites de grano y entre los brazos dendríticos.

El presente estudio forma parte de un proyecto de investigación más amplio, que se llevó a cabo para investigar y proporcionar una mejor comprensión de la morfología en las aleaciones de fundición Al-Si-Cu durante el tratamiento en solución.

TRABAJO EXPERIMENTAL

Como material experimental se analizó la aleación hipoeutéctica AlSi9Cu3, cuya composición química figura en la tabla 1.