Metallurgical synthesis of modified EN-AW 6082 alloy with different Mg and Si content ratio and research on basic mechanical and electrical properties of obtained materials

Síntesis metalúrgica de la aleación EN-AW 6082 modificada con diferentes proporciones de contenido de Mg y Si e investigación de las propiedades mecánicas y eléctricas básicas de los materiales obtenidos

Los trabajos de investigación presentados en el artículo tienen como objetivo determinar la proporción óptima de contenido de Mg y Si en la composición química de la aleación comercial de aluminio EN-AW 6082 con el fin de maximizar las propiedades mecánicas de este material. Se sintetizaron metalúrgicamente diversas cantidades de Si (en una proporción de 0,6-1,2 % en peso) y Mg (0,6-1,1 % en peso) junto con 0,4 % en peso de Fe, 0,4 % en peso de Mn y 0,05 % en peso de Ti mediante un proceso de fundición por gravedad que permitió obtener 5 piezas fundidas diferentes. En la siguiente fase de los trabajos de investigación, todas las aleaciones se sometieron a pruebas de propiedades mecánicas y eléctricas en estado fundido y después del tratamiento térmico realizado.

INTRODUCCIÓN

Las aplicaciones ferroviarias modernas y los trabajos de investigación relacionados con este campo de aplicación se concentran en el uso de diversos metales no ferrosos que se dividen en dos grupos principales al ser responsables de transferir cargas mecánicas y/o corriente eléctrica [1,2]. Uno de los materiales que últimamente se utiliza cada vez con más frecuencia son las aleaciones de aluminio de alta resistencia, especialmente de la serie de aleaciones 6xxx. Una de las ventajas más importantes de estas aleaciones AlMgSi es que pueden someterse a un tratamiento térmico que permite su endurecimiento por precipitación debido a la solubilidad variable de los aditivos básicos de la aleación, es decir, el magnesio y el silicio en estado sólido [3]. Las propiedades finales de una determinada aleación de aluminio de la serie 6xxx dependen sobre todo de la cantidad de esos dos aditivos de aleación que forman la fase Mg2Si. Se cree que al aumentar el contenido de magnesio y silicio también aumentan la resistencia y la dureza de la aleación, mientras que se reducen sus propiedades plásticas y aumenta la fragilidad del material, especialmente bajo la influencia de fuerzas dinámicas externas [4-7]. El principal reto y también el objetivo de este artículo es desarrollar un nuevo material con una composición química basada en el aluminio comercial EN-AW 6082 con una relación Mg:Si óptima. Este grado de aleación de aluminio con alto contenido en silicio presenta propiedades de alta resistencia (similares a las de los aceros estructurales básicos) y, debido a lo anterior, está dedicado a aplicaciones de construcción. Además, este tipo de aleación también se caracteriza por una microestructura de grano fino, gracias a la cual también es muy resistente a diversos tipos de cargas dinámicas [8,9]. 

El objetivo final de los trabajos presentados en este artículo es encontrar la composición química y los parámetros de tratamiento térmico óptimos, que permitan determinar el tipo y la cantidad de la fase de refuerzo y, por tanto, el nivel de las propiedades mecánicas finales.