Influence of heat treatment parameters on the mechanical properties of hypoeutectic Al-Si-Mg alloy

Influencia de los parámetros de tratamiento térmico en las propiedades mecánicas de la aleación hipoeutéctica Al-Si-Mg

El efecto del tratamiento térmico sobre las propiedades mecánicas de la aleación A356 se verificó mediante ensayos de tracción. El mantenimiento de la aleación durante 0,5 a 3 horas a una temperatura de 520 - 550 °C, y el posterior envejecimiento a una temperatura de 165 °C durante 5 ÷ 8 horas, permite obtener la máxima resistencia a la tracción R_m. En el caso de la elongación A5, el envejecimiento es de suma importancia, y debe realizarse a una temperatura de 325 °C durante 2 ÷ 5 horas.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones de aluminio fundido endurecibles por envejecimiento, como la aleación A356, se utilizan cada vez más en los sistemas de la industria del automóvil debido a su elevada relación resistencia/peso, sus excelentes características de fundición y sus buenas propiedades mecánicas, incluida la resistencia al desgaste, el bajo coeficiente de expansión térmica, la alta conductividad térmica, la alta resistencia a la corrosión y el bajo coste, lo que proporciona mejoras asequibles en la eficiencia del combustible. Estas aleaciones se utilizan principalmente en la industria de la automoción (por ejemplo, en la producción de bloques de cilindros refrigerados por agua, brazos de suspensión y ruedas), en la industria aeroespacial (por ejemplo, piezas de bombas de aeronaves y piezas de montaje y control de aeronaves) y en aplicaciones de ingeniería, donde se emplean piezas estructurales de gran resistencia que requieren una gran solidez [1-7].

La solidificación tras el proceso de fundición predetermina las propiedades tecnológicas y mecánicas de los componentes fundidos a través de la microestructura resultante. Los métodos más utilizados para mejorar las propiedades mecánicas de las piezas fundidas de Al-Si son el refinamiento del grano, la modificación y el tratamiento térmico.

El refinamiento del grano se realiza mediante la adición de refinadores de grano basados en Ti-B o Ti-C en la masa fundida para refinar el tamaño de grano de la fundición en una estructura equiaxial fina [8-9].

En la mayoría de los casos, la modificación se resuelve mediante la adición de elementos como Na, Sr, Sb, etc. para cambiar la morfología del silicio de escamas aciculares a fibrosas, lo que mejora la ductilidad y la tenacidad [10-11]. De éstos, sólo el Sr, el Na y el Sb producen una modificación significativa a bajos niveles de adición [12-14]. Por lo tanto, son los únicos elementos que se utilizan ampliamente en la industria.

El tratamiento térmico permite mejorar aún más las propiedades mecánicas. El tratamiento térmico más utilizado para la aleación Al-Si-Mg es el tratamiento T6, que consiste en el tratamiento térmico en solución y el envejecimiento natural o artificial [15].

El endurecimiento por precipitación mediante tratamiento térmico precipitará los elementos de aleación en forma de partículas finas y coherentes de Mg₂Si y Al₂Cu dentro de los granos durante la etapa de envejecimiento para endurecer la aleación.