Quantitative assessment of Aluminium cast Alloys` structural parameters to optimize ITS properties

Evaluación cuantitativa de los parámetros estructurales de las aleaciones de fundición de aluminio para optimizar sus propiedades

El presente trabajo trata de la evaluación del Si eutéctico (su forma, tamaño y distribución), el tamaño de la célula dendrítica y la separación de los brazos dendríticos en aleaciones de fundición de aluminio que fueron coladas en diferentes moldes (de arena y metálicos). Los parámetros estructurales se evaluaron utilizando el software analizador de imágenes NIS-Elements. Este software es un programa de análisis de imágenes para la evaluación, captura, archivo y medición automatizada de parámetros estructurales. El control de los parámetros estructurales mediante NIS Elements muestra que las propiedades mecánicas óptimas de las aleaciones de fundición de aluminio dependen en gran medida de la distribución, la morfología, el tamaño del Si eute ctico y los parámetros de la matriz.

INTRODUCCIÓN

En la familia de las aleaciones fundidas de Al-Si, los grados Al-Si-Cu-Mg se utilizan con frecuencia en las industrias automovilística y aeroespacial. Estas aleaciones son los materiales más versátiles y representan entre el 85 y el 90 % del total de piezas de fundición de aluminio producidas por la industria del automóvil, debido a su mayor relación resistencia/peso, buena conductividad térmica, excelente fluidez, resistencia al desgarro en caliente y características de alimentación que permiten fundir formas intrincadas como bloques de motor, culatas o componentes de chasis [1-3]. La versatilidad del aluminio lo convierte en el metal más utilizado después del acero [3-4]. Uno de los factores que más influyen en la mejora de las propiedades de las aleaciones de aluminio es la morfología óptima de los parámetros estructurales, especialmente el Si eutéctico y la matriz de aluminio [5].

La comprensión de la evolución de la microestructura durante la solidificación es de importancia general debido a los requisitos impuestos a las propiedades mecánicas, tecnológicas y de corrosión de los materiales [6]. Depende de muchos factores, como la composición química (Figura 1), el tratamiento de la fusión, el refinamiento del grano, la modificación del eutéctico, la velocidad de enfriamiento, el proceso de fundición y el tratamiento térmico [6, 7].

Las aleaciones del grupo Al-Si-Cu desempeñan un papel importante en la industria del automóvil para diversos pistones de motor, culatas, intercambiadores de calor, ruedas, carcasas de transmisión y componentes de suspensión debido a su alta resistencia a temperatura ambiente y elevada [6, 9-11]. El estudio de la morfología de los parámetros estructurales en aleaciones Al-Si no es nuevo y ha sido objeto de muchos estudios con anterioridad, pero debido a la amplia gama de propiedades ajustables mediante diferentes métodos que afectan a la morfología de los parámetros estructurales, se necesita un trabajo mucho más sistemático para caracterizar completamente este sistema de aleación.