Heat treatment T4 and T6 effects on mechanical properties in Al-Cu alloy after remelt with different pouring temperatures

Efectos de los tratamientos térmicos T4 y T6 en las propiedades mecánicas de la aleación Al-Cu tras la refundición con diferentes temperaturas de vertido

La aleación no tratada en las muestras de fundición mostró que la dureza aumenta con el incremento de las temperaturas de vertido, mientras que en las muestras después del tratamiento térmico (T4 y T6), el valor de la dureza disminuyó con el incremento de las temperaturas de vertido. La resistencia a la tracción aumenta en general con el tratamiento térmico T4 y T6, pero la influencia de la temperatura en los valores de resistencia a la tracción de vertido presenta inicialmente valores altos, luego disminuye y después vuelve a aumentar. La energía de impacto aumenta tras el tratamiento térmico T4 y T6. La distribución de los precipitados en la estructura del grano da lugar a una mejora de las propiedades del material, como la dureza, la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto, en comparación con cuando los precipitados se reúnen en el límite del grano.

INTRODUCCIÓN

El aluminio ha sido ampliamente utilizado en diversas industrias debido a su excelente resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica, buena maquinabilidad, así como buena formación de metal y fundición centrífuga [1]. El aluminio tiene un color plateado brillante, y el color cambia a gris claro cuando se coloca al aire libre debido a la capa de óxido. La temperatura de fusión del aluminio puro es de 660 °C, mientras que el punto de fusión de las aleaciones de aluminio oscila entre 520 y 660 oC. El aluminio es también una aleación metálica que se produce y recicla fácilmente.

La aleación de aluminio 2024 es una aleación de aluminio con cobre como aleación primaria. La composición de la aleación de aluminio 2024 consiste en Al 90,7 - 94,7 %, Cu 3,8 - 4,9 %, y Mg 1,2 - 1,8 % [2]. Esta aleación se utiliza ampliamente en aplicaciones estructurales aeronáuticas debido a su baja densidad, alta tenacidad a la fractura y resistencia a la fatiga [3-8]. Aunque la aleación de aluminio 2024 se utiliza en estructuras aeronáuticas, todavía existen algunas deficiencias en las propiedades mecánicas, por lo que es necesario un tratamiento térmico para mejorar estas propiedades. Estas mejoras pueden conseguirse mediante un tratamiento térmico [9] o un tratamiento de granallado [10].

La aleación de aluminio 2024 puede reforzarse mediante tratamiento térmico, que se lleva a cabo calentando, manteniendo y templando las aleaciones para aumentar sus propiedades mecánicas, como la dureza, la resistencia, la ductilidad y la tenacidad [2]. El tratamiento térmico consiste en: (i) una aleación metálica se produce la disolución de la fase intermetálica Al₂Cu; (ii) el temple a temperatura ambiente, para obtener una solución sólida sobresaturada; (iii) el endurecimiento por envejecimiento, para obtener el precipitado de soluciones sólidas saturadas a temperatura ambiente como envejecimiento natural (T4) y a altas temperaturas conocido como envejecimiento artificial (T6) [9,11].