Formation of AlFeSi phase in AlSi12 alloy with Ce addition

Formación de la fase AlFeSi en la aleación AlSi12 con adición de Ce

Se examinó la influencia de la adición de cerio en la secuencia de solidificación y en los constituyentes de la microestructura de las aleaciones Al-Si con 12,6 % masa de Si. La solidificación se analizó mediante un simple análisis térmico. Las microestructuras se examinaron con microscopía óptica convencional y microscopía electrónica de barrido. Se formó la fase ternaria AlSiCe en las aleaciones Al-Si con cerio añadido durante el proceso de solidificación. Las fases AlSiCe y β-AlFeSi solidificaron juntas en la región que solidificó en último lugar. La adición de cerio influyó en la morfología de la solidificación de la fase α-AlFeSi.

INTRODUCCIÓN

El hierro representa el principal elemento de impureza en las aleaciones de aluminio que surge durante la fabricación de aluminio primario mediante el proceso Bayer y el proceso de reducción electrolítica Hall-Héroult. Otra fuente de hierro en el aluminio puede ser la chatarra de aluminio metalúrgico [1].

En algunas aleaciones se añade hierro como elemento de aleación para aumentar la dureza, pero también aumenta la fragilidad de la aleación.

La solubilidad del hierro en el aluminio sólido es muy baja y asciende al 0,04 % en masa a 625 °C [2]. Por lo tanto, el hierro forma fases intermetálicas. Dependiendo de la composición química y de las condiciones de solidificación, la microestructura de las aleaciones Al-Si puede contener las siguientes fases intermetálicas: α-Al₈Fe₂Si, β-Al₅FeSi y δ-Al₉ FeSi₂ como fases cristalizadas primarias.

La fase precipitada con mayor frecuencia en las aleaciones Al-Si es la β-Al5 FeSi. La Tabla 1 muestra las fases típicas con hierro y otros elementos de aleación en aleaciones Al-Si y la Figura 1 algunas micrografías de fases que contienen hierro. La fase β- Al₅FeSi tiene una influencia negativa en las propiedades mecánicas. Agujas de estas fases tiene efecto de muesca en la microestructura. A lo largo de las agujas β-Al₅Si pueden aparecer grietas (Figura 2) [3].

En la referencia [4] se indica que al aumentar el contenido de cerio en el material compuesto in situ Mg₂Si/Al-Si-Cu, la morfología de las partículas primarias de Mg₂Si cambia de forma dendrítica a poligonal.