Solidificación unidireccional horizontal de aleaciones hipereutécticas za10

Abstract

La predicción de la estructura de solidificación de aleaciones binarias es de importancia para avanzar en el conocimiento del propio campo y de los materiales en general. La validación y aplicación de los modelos numéricos que se vienen desarrollando contribuyen a ampliar el conocimiento y sus aplicaciones en el área de la metalurgia, sin embargo, existen pocos estudios en la literatura acerca de las condiciones en las que se produce la transición de estructura columnar a equiaxial (TCE) en condiciones de solidificación unidireccional horizontal con dos sentidos de solidificación, cuando los frentes de solidificación de dos superficies enfrentadas se encuentran. El presente estudio tuvo como objetivo solidificar direccionalmente en forma horizontal la aleación hipereutéctica Zn-10%Al (ZA10), con extracción calórica predominante desde ambos extremos de las probetas, lo cual da lugar a seis interfases de solidificación, dos interfases son líquidas [líquido/(sólido+líquido)], interfases [L/(S+L)] ó IL , dos interfases son eutécticas, [(sólido+líquido)/(eutéctico+sólido+líquido)] o interfases [(S+L)/(E+L)] o IE y dos interfases son sólidas, [(eutéctico+sólido+líquido)/sólido], llamadas interfases [(E+L)/S] o IS, moviéndose en sentidos contrarios. La presencia de estas seis interfases determina que el fin de la solidificación ocurra próximo al centro geométrico de las probetas y aparenta estar relacionada con la presencia de poros u oquedades derivados de la contracción interna subsuperficial. Se determinan las velocidades de las interfases IL, IE e IS en función del tiempo y de la posición y las aceleraciones de las interfases IL, IE e IS en función del tiempo y de la posición. Los resultados obtenidos se comparan con los correspondientes a aleaciones hipoeutécticas solidificadas en similares condiciones en un trabajo previo.

La prédiction de la structure de solidification dans les alliages binaires est important afin d'avancer dans la connaissance du propre domaine et dans le domaine du matériel en général. Le validation et l'application de modèles numériques que nous développons ils projettent de contribuer à l'expansion de la connaissance et ses applications dans le domaine de métallurgique, puisque il y a peu d'étudie dans la littérature des conditions dominantes dans lequel la transition de structure columnar à equiaxial (CET) est produit quand les conditions de solidification sont horizontales, un-directionnel et dans deux façons différentes de solidification, et quand les devants de solidification de deux surfaces ont fait face à rencontre. L'étude actuelle a eu l'objectif pour solidifier dans une forme horizontale l'alliage hypereutectic Zn-10%Al (ZA10), quand la chaleur est predominantelly extraite par les deux extremes des échantillons, qui donne six interphases de solidification, deux interphases sont [liquide/(solide+liquide)], appelé interphases [L/(S+L)], deux interphases sont [(solide+liquide)/(eutectic+solide+liquide)], appelé interphases [(S+L)/(E+L)] et deux interphases sont [(eutectic+solide+liquide)/solide], appelé interphases [(E+L)/S], les deux déménagement dans les sens contraires. La présence de ces six interphases détermine que la fin du solidification arrive à côté du centre géométrique des échantillons et semble être relaté à la présence de trous ou aux cavités dérivés de la contraction interne « sous-superficiel » . Dans ce travail, les vitesses de interphase comme une fonction de temps et la position sont déterminées pour les deux, les interphases [L/(S+L)] ou IL, les interphases [(S+L)/(E+L)], ou IE, et les interphases [(E+L)/S], ou IS comme une fonction du temps et la position. De plus, les accelerations du interphases IL, IE et IS sont été a calculé comme une fonction de temps et la position. Les résultats obtenus sont comparés aux résultats similaires obtenus pour les alliages de hypoeutectic allies solidifié dans les conditions similaires dans un travail précéden

The prediction of the solidification’s structure in binary alloys is important in order to advance in the knowledge of the own field and in the material’s field in general. The validation and application of numerical models that we are developing they intend to contribute to the expansion of the knowledge and its applications in the metallurgical area, since there are few studies in the literature about the prevailing conditions in which the transition of structure columnar to equiaxial (CET) is produced when the conditions of solidification are horizontal, one-directional and in two different ways of solidification, and when the fronts of solidification of two surfaces faced meet. The present study had the objective to solidify in an horizontal form the hypereutectic alloy Zn-10%Al (ZA10), when heat is predominantly extracted by both extremes of the samples, which gives six interphases of solidification, two interphases are [liquid/(solid+liquid)], namely [L/(S+L)] or IL interphases, two interphases are [(solid+liquid)/(eutectic+solid+liquid)], namely [(S+L)/(E+L)] or IE and two interphases are [(eutectic+solid+liquid)/solid], namely [(E+L)/S] interphases or IS, both of them being moved in contrary senses. The presence of these six interphases determines that the end of the solidification occur next to the geometric centre of the probes and seems to be related to the presence of holes or cavities derived from the internal subsuperficial contraction. In this work, the interphases speeds as a function of time and position are determined for both, the interphase [L/(S+L)] or IL, the interphase [(S+L)/(E+L)] or IE, and the interphase [(E+L)/S], or IS as a function of the time and position. Moreover, the accelerations of the interphases IL, IE and IS were calculated as a function of time and position. The results obtained are compared with similar results obtained for hypoeutectic alloys solidified in similar conditions in a prior work.