Calculating and experimental studying phase transformations in the Al-Zr-Fe-Si system alloys

Cálculo y estudio experimental de las transformaciones de fase en las aleaciones del sistema Al-Zr-Fe-Si

El artículo presenta los resultados del cálculo de las transformaciones de fase en las aleaciones Al-Zr-Fe-Si. Es urgente desarrollar una clase fundamentalmente nueva de aleaciones de aluminio en las que el nivel requerido de endurecimiento se garantizaría mediante su aleación con elementos de transición y endurecimiento por dispersión durante el recocido heterogéneo, eliminando la operación de endurecimiento durante su tratamiento térmico. En este caso, se hace posible mantener la estabilidad de la estructura obtenida y la alta resistencia al calor a temperaturas elevadas.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente debido a la valiosa combinación de propiedades mecánicas, físicas y de corrosión, la alta trabajabilidad, así como las importantes reservas naturales y el bajo coste del aluminio. El aluminio posee una alta conductividad eléctrica, por lo que se utiliza ampliamente para la fabricación de productos eléctricos, en particular, cables de líneas eléctricas aéreas de alta tensión.

Dado que la adición de otros elementos reduce la conductividad eléctrica en uno u otro grado, el alambre sigue fabricándose con aluminio técnico (calidades A5E o A7E) o aleaciones bajas del sistema Al-Si-Mg (ABE).

El alambrón obtenido tras la colada continua y el laminado de aleaciones sirve como tocho inicial para producir alambres de aluminio. Según datos de 2013, el volumen de producción de alambrón con aluminio primario (calidades A5E y A7E) en el mundo es de unas 250 mil toneladas al año. La mayor parte del alambrón se destina a la producción de cables desnudos de líneas eléctricas.

Recientemente, en la fabricación de productos semiacabados y eléctricos, se ha prestado mucha atención a las aleaciones con aditivos de circonio. Se supone que el circonio puede aumentar significativamente la temperatura de recristalización del aluminio.

Esto, a su vez, debería garantizar la trabajabilidad de los alambres para líneas eléctricas aéreas a temperaturas de hasta 300 °C. Para garantizar el nivel requerido de resistividad eléctrica y resistencia del alambre de Al-Zr, es necesario formar una microestructura específica del alambrón optimizando la composición química de las aleaciones y sus modos de fusión y colada, así como los modos de deformación-tratamiento térmico del alambrón.

PARTE EXPERIMENTAL Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Para analizar la composición de fases de las aleaciones mediante cálculo con el programa Thermo-Calc, se estudió el diagrama de fases del sistema Al-Zr-Fe-Si.