Movimiento de las interfases durante la solidificación horizontal de aleaciones estaño-zinc

Abstract

RESUMEN El procesamiento por solidificación es una de las rutas más importantes para producir materiales, especialmente metales y aleaciones. Los parámetros para la transformación de líquido a sólido, tales como, el gradiente de temperatura, la velocidad de crecimiento, la velocidad de enfriamiento, la velocidad de la interfase, varían de un proceso a otro y en un solo proceso también varían como una función del tiempo y de la posición. Estas variaciones junto con las diferentes composiciones de las aleaciones, conducen a una multitud de microestructuras y, por lo tanto, afectan al comportamiento del material. En el presente trabajo se estudia la evolución de las interfases en las aleaciones Sn-Zn (Sn-6%Zn (hipoeutéctica) y Sn-15%Zn (hipereutéctica)) cuando son solidificadas en forma unidireccional horizontal mediante la extracción calórica en dos sentidos opuestos. Se obtuvieron probetas de aleaciones Sn-Zn con forma de segmentos cilíndricos, con una longitud promedio de entre 13 cm - 17 cm, un ancho promedio de entre 3 cm - 3,2 cm y un espesor promedio de entre 0,8 cm – 1,2 cm, dependiendo de la experiencia. Se determinaron los parámetros térmicos (velocidades de enfriamiento, gradientes de temperatura, posiciones y velocidades de las interfases presentes) y se relacionaron con las estructuras finales producto de la solidificación. Se encontró que el valor de la velocidad de las interfases es máximo cuando chocan los frentes opuestos de solidificación, avanzando en direcciones opuestas en las probetas. Los valores de las velocidades de las interfases fueron superiores a 2 mm/s para ambas aleaciones Sn-Zn analizadas.

Corrosion Susceptibility and Microhardness of Al-Ni Alloys with Different Grain Structures

“…From this graph, what is observed and given as a constant behavior in the different tests, is that where we see a minimum of the thermal gradient, Gc, the CET occurs. It can also be seen in Figure 2 that CET does not occur in a line but in a transition zone of the order of 1 cm or greater, as was reported before [23][24][25][26][27]. The values of the critical temperature gradients, Gc, are listed in Table 1.…”

“…The solidification set-up was designed in such a way that heat was extracted only through the water-cooled bottom, promoting vertical upward directional solidification. More details concerning this solidification set-up can be obtained in previous articles [23][24][25][26][27].…”

“…Between both structures there is a transition zone which is from columnar-to-equiaxed (CET) grain structure. The position of the CET zone was measure with a ruler from the base of the sample [23][24][25][26][27].…”

“…The analysis of macrostructures obtained allowed to determine the width of columnar grains, the height in the sample at which the CET zone occurr (positions of the CETMin and CETMax) and the average diameter of equiaxed grains, DGe (Table 1). The CET transition zone is characterized due in such zone the columnar grains coexist with the equiaxed grains [23][24][25][26][27]. Figure 4 (a) and (b) represent the CET position in the sample and the columnar grain width, respectively, with respect to the cooling rate.…”