Análisis térmico de aleaciones binarias del sistema Al-Ni Análisis

Abstract

El proceso de fundición consiste en fundir un material e introducirlo en una cavidad (vaciado, moldeado).Este se solidifica dentro del molde. Este proceso se puede realizar en varias etapas, donde unas de lasmás críticas es el enfriamiento y la solidificación de las piezas. Un enfriamiento excesivamente rápido dela solidificación puede provocar tensiones mecánicas en la pieza e incluso la aparición de grietas, en tantoque uno demasiado lento disminuye la productividad y dificulta la solidificación de las piezas. Por otra parte,un enfriamiento desigual provocaría que existan diferencias en el volumen, contorno y dureza del materialmetálico obtenido.La solidificación es una transformación en la que un líquido que no tiene estructura cristalina, pasa a un sólidocon estructura cristalina. Es necesaria la presencia simultánea de las fases sólida y líquida. Se producepor la nucleación y crecimiento de un sólido en el seno de un líquido. Cuando la presión es constante,normalmente la presión es la atmosférica, la temperatura de equilibrio de las dos fases sólido y líquido es latemperatura de fusión.Durante la nucleación y crecimiento de los primeros núcleos de sólido, es liberado el calor latente detransformación líquido-sólido. La cantidad de energía liberada depende del tipo y de la cantidad de cristalesen formación en función del tiempo. La cantidad de energía emitida puede ser suficiente para detener elenfriamiento del metal, disminuyendo su velocidad de enfriamiento. Estos eventos energéticos asociados ala solidificación pueden ser analizados a partir de las curvas de enfriamiento obtenidas experimentalmenteen el interior del metal durante la solidificación. Esta técnica es conocida como análisis térmico [1].En el presente trabajo se aborda la solidificación direccional en forma vertical ascendente de aleacionesAl-Ni, relacionando el perfil de las curvas temperatura versus tiempo con la estructura obtenida en lasprobetas solidificadas de las siguientes composiciones: Al-1Ni; Al-3Ni; Al-5,7Ni; Al-8Ni. Para el análisis secorrelacionan las temperaturas máximas alcanzadas por el sistema antes de iniciar el proceso de solidificación,los gradientes de temperatura, las velocidades de enfriamiento, las temperaturas de liquidus y solidus, lostiempos de solidificación local en las posiciones de cada termocupla y el perfil de los frentes de solidificación.En las probetas solidificadas se observa la forma de los granos obtenidos (columnares, equiaxiales o contransición de estructura columnar a equiaxial - TCE) y se determina el tamaño de los mismos. Finalmente, seestablecen correlaciones entre la variación de los parámetros térmicos y la estructura de los granos.