Determination of substrate log-normal distribution in the AZ91/SICP composite

Determinación de la distribución log-normal del sustrato en el compuesto AZ91/SICP

El objetivo de este trabajo es desarrollar una distribución log-normal de sustratos de nucleación heterogénea para el composite basado en la aleación AZ91 reforzada con partículas de SiC. Se utilizó el algoritmo computacional que permite la restauración de la distribución de sustratos de nucleación. El experimento se realizó para la aleación AZ91 que contenía un 1 % en peso de partículas de SiC. Obtenidos a partir del experimento, la densidad de granos de la fase primaria de magnesio y el superenfriamiento se utilizaron en el algoritmo como datos de entrada.

INTRODUCCIÓN

Los composites AZ91/SiCp, con su menor densidad y buenas propiedades mecánicas, son materiales más atractivos para las industrias del automóvil y aeroespacial. El tamaño de grano de la fase primaria de magnesio en estos materiales compuestos afecta sustancialmente a sus propiedades mecánicas. El efecto de las partículas de SiC en el refinamiento del tamaño de grano en la fase matriz no se atribuye únicamente a una nucleación mejorada. Existen otros efectos, como la restricción del crecimiento del grano, derivados del empuje de las partículas. Las partículas empujadas podrían, por ejemplo, impedir la redistribución de solutos en la interfase sólido-líquido [1].

La bibliografía ofrece muchos ejemplos de aplicación del método de simulación para la nucleación heterogénea. Uno de estos métodos se basa en el modelo de casquete hemisférico propuesto por Greer et al. [2, 3]. Permite predecir el tamaño de grano en función de la distribución log-normal del tamaño de partícula, el contenido volumétrico de inoculantes cerámicos, la velocidad de enfriamiento y la constitución de la aleación. Debido al tamaño utilizado de las partículas de SiC (45 μm) y al hecho de que estas partículas no son buenos inoculantes para la aleación AZ91, el objetivo en este trabajo es desarrollar una distribución lognormal de sustratos de nucleación heterogénea y dada por la siguiente fórmula:

​$N(d)=\frac{N_0}{\sigma ﹒d\sqrt{2\pi }}﹒\exp (-\frac{(1n(d)-1n(d_0){)}^2}{2﹒{\sigma }^2})$   (1)

donde: N₀ - población total de sustrato de nucleación /

m^-3; d₀ - media geométrica de la distribución log-normal / m;

σ - desviación geométrica estándar de la distribución log-normal; d - diámetro medio del sustrato de nucleación / m.