Tarea 6 (endurecimiento por precipitacion)

Miguel Angel Paulín Mérida

1. En el endurecimiento por precipitación de aleaciones de Al son el CuAl2 y el Mg2Si. La solubilidad del MgSi2 varía desde 1.8 % a la temperatura eutéctica a menos del 0.1 % a temperatura ambiente. Explique porque la aleación tipo 5050 es considerada como una aleación de una sola fase, mientras que la aleación 6061 puede ser endurecida por precipitación.

Según la hoja técnica de una aleación tipo 5050 posee una cantidad de Mg mínima de 1.1 [wt/o]y una cantidad máxima de 1.8 [wt/o]. Si nos vamos al diagrama Al-Mg podemos ver que su solubilidad máxima de Mg en Al a temperatura ambiente es de 1 [wt/o] (aproximadamente) como podemos ver en la Figura 1. Con lo anterior podemos decir que la cantidad de Mg que contiene la aleación tipo 5050 es parecida a la máxima solubilidad que tiene a temperatura ambiente por lo que es llamado como una aleación de una sola fase.

Según la hoja técnica de una aleación 6061, ésta puede contener una cantidad de Mg de 0.8 [wt/o] a 1.2 [wt/o] y una cantidad de Si de 0.4 [wt/o] a 0.8 [wt/o] por lo que pueden formar el intermetálico Mg2Si y precipitar el cual puede distorsionar la red cristalina, modificando las propiedades de dureza y resistencia.

[pic 1]Figura 1. Diagrama de fases Al-Mg.[pic 2]

1. Que cantidad de fase CuAl2 (fase θ ver fig.2) está presente como función de la temperatura en una aleación de aluminio con 4.5%Cu enfriado en condiciones al equilibrio?  (hint: relacionar % de fase vs T)                  

Haciendo regla de la palanca:

[pic 3]

      k=99.9, θ+k= 95.5, θ=47.5

¿Experimentalmente se ha encontrado que hay presente más cantidad de CuAl2 en una aleación recocida que una envejecida naturalmente, pero la tensión de fluencia (YS) de la envejecida es mayor Porque razón?  

Como sabemos el endurecimiento por precipitación consiste en dos partes:

• Tratamiento térmico de solución:

Si la aleación indicada, se calienta hasta el punto M, todo el exceso de β se disolverá y la estructura será una solución sólida α homogénea. 

Entonces la aleación se enfría con rapidez a temperatura ambiente.

Con el exceso de β atrapado en la solución, resulta una solución sobresaturada. 

En esta parte, al calentar la aleación de aluminio (según la Figura 2) tendremos cada vez menos cantidad de CuAl2 por lo que al enfriar se obtendrá una solución sobresaturada.

• Tratamiento térmico de precipitación:

La aleación, como se encuentra después de templarse, es una solución sólida sobresaturada y se encuentra en un estado inestable.

El exceso de soluto tenderá a salir de la solución y la velocidad a la que ocurre la precipitación varía con la temperatura.

Aquí ocurre la precipitación de CuAl2 pero como esto depende de la temperatura no “saldrá” mucha cantidad, en cambio sí lo hará en el recocido pues aquí se está enfiando al equilibrio por lo que al bajar de temperatura comienza a formarse CuAl2 y la cantidad presente de esta fase comienza a aumentar

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