Aleaciones Del Aluminio

Las aleaciones Al-Si son ampliamente usadas en la industria automotriz, estructuras aeroespaciales y aplicaciones militares, esto debido a sus buenas propiedades mecánicas, bajo peso, buena soldabilidad, buena conductibilidad térmica, relativamente alta resistencia a alta temperatura, excelente resistencia a la corrosión, así como excelente fluidez al vaciado [1]. Las propiedades de un producto vaciado dependen críticamente de la calidad del mismo. La porosidad causa costosas pérdidas por chatarra (producto de mala calidad) y puede limitar el uso de los vaciados en ciertas aplicaciones. La porosidad por contracción y gas puede ocurrir separadamente o junta, produciendo indeseable defectos en los vaciados. Uno de los mayores problemas asociados con las aleaciones de Aluminio vaciadas es la formación de cavidades a escala micrométrica, llamadas como microporosidad. La microporosidad causa la reducción de las propiedades mecánicas [2], particularmente la resistencia a la fatiga [3], así como una pérdida de presión por tensión y una degradación de la superficie aparente en las partes vaciadas. La formación de microporosidad se atribuye generalmente a dos factores, contracción acompañada con una falta de alimentación interdendrítica durante la solidificación de la zona pastosa (poros por contracción); y evolución de burbujas de gas de Hidrógeno, debido a una repentina disminución en la solubilidad del Hidrógeno durante la solidificación [4] [5]. El Hidrógeno es el único gas que tiene una solubilidad apreciable en el Aluminio y sus aleaciones [5] [6], su solubilidad varia directamente con la temperatura y la raíz cuadrada de la presión. En el Aluminio puro, hay un incremento de solubilidad en el punto de fusión de aproximadamente 0. 02 ml/100 g de Al en la fase sólida a 0. 7 ml/100 g de Al en la fase líquida. En el estado líquido, también se observa una fuerte dependencia con la temperatura. En la solidificación, casi todo el Hidrógeno disuelto en el líquido es rechazado por el enfriamiento del sólido. Con más frecuencia este Hidrógeno rechazado forma una fase gaseosa que resulta en porosidad en productos solidificados. Poco Hidrógeno es absorbido de la atmósfera, la mayor cantidad se obtiene de la disociación del vapor de agua en la superficie del metal líquido, o de la humedad de los aditivos de fisión, crisoles o herramientas. Los gases de combustión de hornos que queman gas también pueden ser una significante fuente de Hidrógeno. El Hidrógeno liberado esta en forma atómica, el cual es muy reactivo y rápidamente es absorbido por el Aluminio fundido de acuerdo a la siguiente reacción:

La absorción del Hidrógeno puede minimizar mediante técnicas de fusión apropiadas, y en adición, el Hidrógeno disuelto se puede remover el uso de técnicas de desgasificación [5]. Existen muchos procesos para desgasificar el aluminio líquido y sus aleaciones, todos caen dentro de los tres tipos generales: i) desgasificado natural, ii) purgado con gas iii) desgasificado por vacío, solamente el purificado con gas es ampliamente utilizado en la industria de la fundición de aluminio y sus aleaciones. Bajo condiciones de fundición común, se ha usado la modificación con Sr o Na en las aleaciones vaciadas base Al-Si para modificar la morfología del Si eutéctico de laminar a fibroso [7] [8]. Se ha reportado que la modificación morfológica del eutéctico incrementa la porosidad, grandes áreas de macroporosidad son reemplazadas por porosidad más fina y ampliamente distribuida, estudios realizados en McGill University en las aleaciones A356 y 413. 0, bajo condiciones de alto control, se ha demostrado que la reincorporación del hidrógeno en el baño metálico no es afectada por la adición de Sr. Para un nivel de modificación con Sr, altas velocidades de enfriamiento mejoran el efecto de modificación, mientras que a bajas velocidades se deteriora la modificación [9]. Casares y Sokolowski [10] estudiaron en efecto del nivel de aluminio en el rango de 0. 02 a 1. 03% en peso sobre la porosidad de la aleación A356 modificada con Sr, encontraron que al aumentar el nivel del Cu aumenta la porosidad del aluminio, pero más allá del 1% de Cu el efecto es el mismo las fases ricas en Cu y CuAl2 masiva con morfología poliédricas (blocky) son supuestamente las causantes de la porosidad, mientras que, se ha observado que estas fases se incrementen

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