Crystallization and structure of cast A390.0 alloy with melt overheating temperature

Cristalización y estructura de la aleación A390.0 fundida con temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida

El artículo presenta la investigación sobre la influencia de la temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida en los parámetros de cristalización y la estructura primaria de la aleación fundida AlSi17Cu5Mg (A390.0) sobrecalentada a las temperaturas: 820 °C, 880 °C, 940 °C y 1 000 °C. Se comprobó que el grado de sobrecalentamiento influye significativamente en el cambio de microestructura y en las morfologías del silicio primario de las fundiciones de aleaciones Al-Si. La investigación ha demostrado que el sobrecalentamiento del baño de metal líquido es uno de los métodos para encontrar más aplicaciones de las aleaciones hipereutécticas del sistema Al-Si sin la adición de modificadores.

INTRODUCCIÓN

En condiciones normales de colada, los cristales de silicio primario en el hipereutéctico de las aleaciones Al-Si muestran muchas características morfológicas, como: polígonos, placas en forma de estrella y gruesas, "brazos grandes", etc. Esta estructura de grano grueso influye negativamente en las propiedades mecánicas (HB, Rm), las propiedades tribológicas y la posibilidad de mecanizado de las piezas fundidas de aluminio. El aspecto clave para aumentar el número de aplicaciones de las aleaciones Al-Si es la disminución del tamaño y la disposición uniforme de los cristales primarios de silicio. Esto puede lograrse mediante la modifi cación, la refi nición, el uso de ultrasonidos [1-3] y el sobrecalentamiento de la aleación líquida antes de la fundición [4-6]. Dicha acción provoca la fusión de las heterogeneidades e impurezas, el aumento de la densidad y/o la aparición de nuevas almohadillas para la nucleación heterogénea de cristales primarios de Si.

El aumento de la temperatura de sobrecalentamiento de la masa fundida provoca el cambio de la forma morfológica de los ingredientes estructurales de colada de las aleaciones Al-Si, que es característico de la estructura desintegrada sin la aplicación de aditivos modificadores.

Los resultados de estos estudios [7-9] han demostrado que en el caso de las siluminas hipoeutécticas, un aumento del grado de sobrecalentamiento de la masa fundida provoca un cambio parcialmente reversible de su estructura, mientras que en el caso de las aleaciones hipereutécticas este cambio es prácticamente irreversible.

MATERIALES Y MÉTODOS DE ENSAYO

La aleación base utilizada en este estudio fue la aleación hipereutéctica A390.0 cuyos resultados de composición química se comparan en la Tabla 1. La aleación fundida AlSi17Cu5Mg (A390.0) se fundió en un crisol de SiC de un horno de inducción Balzers VSG, utilizando como material de carga aluminio puro (99,99 % en peso de pureza) y Si (99,95 % en peso de pureza) refundido para obtener una composición química homogénea. Antes de la colada, la aleación se refinó con "Rafglin-3", añadido en una cantidad del 0,3 % en peso respectivo del peso de la aleación.