Estudio del movimiento de las interfases durante la solidificación unidireccional horizontal de aleaciones Zn-1%Al Y Zn-5%Al

Abstract

Las aleaciones base Zn, Zn-Al (aleaciones ZA o ALZEN) han llamado mucho la atención como materiales substitutos de aleaciones base aluminio, hierros fundidos y bronces. Estas aleaciones son de relativamente bajo punto de fusión, son versátiles y pueden ser manufacturadas por técnicas de fundición, incluyendo solidificación a presión y procesos de ?compocasting? y ?reocasting?. El potencial de las aleaciones ZA es elevado, muestran un buen desempeño en servicio y debido a su bajo costo cuentan con una gran variedad de aplicaciones industriales. El presente estudio tiene como objetivo analizar y comparar diferentes condiciones de solidificación<br />de aleaciones diluidas Zn-Al, Zn-1%Al y Zn-5%Al, (% en peso): 1) aleaciones solidificadas direccionalmente con extracción calórica predominante desde la base y que cuentan únicamente con dos interfases [líquido/(sólido+líquido)] IL y [(sólido+líquido)/sólido] IS y, 2) aleaciones solidificadas direccionalmente en forma horizontal con extracción calórica predominante desde ambos extremos de las probetas, lo cual da lugar a cuatro interfases de solidificación, dos interfases IL y dos interfases IS moviéndose en sentidos contrarios. La presencia de cuatro interfases determina que el fin de la solidificación ocurra próxima al centro geométrico de las<br />probetas y aparenta estar relacionada con la presencia de poros u oquedades derivadas de la contracción interna subsuperficial. Para cada aleación de la concentración considerada se determinan las velocidades de las interfases IL en función del tiempo y de la posición, las velocidades de las interfases IS en función del tiempo y de la posición y las aceleraciones de las interfases IL e IS en función del tiempo y de la posición.

The Zn based alloys, Zn-Al (alloys ZA or ALZEN) have called the attention like substitute materials of aluminum based alloys, fused irons and brasses. These alloys are of relatively low melting point, they are versatile and they can be manufactured for techniques of foundry, including solidification under pressure, compocasting and reocasting. ZA alloys have a high potential, they show a good performance in service and due to its low cost they have a great variety of industrial applications. The present study has as objective to analyze and to compare different solidification conditions of diluted Zn-Al alloys, Zn-1%Al, Zn-5%Al (% in weight): 1) alloys directionally solidified with predominant caloric extraction from the base and which have only two interphases [liquid/(solid+liquid)], IL and [(solid+liquid)/solid] IS and, 2) alloys directionally solidified in an horizontal form with caloric extraction from both ends, which gives place to four solidification interphases, two IL interphases and two IS interphases moving in contrary senses. The presence of four interphases determines that the end of the solidification occurs next to the geometric center of the samples and it seems to be related with the presence of pores or hollows derivated from subsuperficial internal contraction. For each alloy of the considered concentration the speeds of the interphases are determined as a function of time and position, and also their accelerations