Tratamientos termicos

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Tratamientos térmicos

3

EFECTO TÉRMICOS

DE EN

LOS LAS

TRATAMIENTOS ALEACIONES

ALUMINIO-SILICIO

Un tratamiento térmico, en sentido amplio de la palabra, se refiere al calentamiento y enfriamiento de los metales en estado sólido, para modificar sus propiedades mecánicas, su estructura metalográfica o eliminar tensiones residuales. Cuando se aplica a aleaciones de aluminio[Hei99], el término tratamiento térmico se refiere usualmente a las operaciones empleadas para incrementar la resistencia y la dureza de las aleaciones de forja o de moldeo endurecibles por precipitación. La solubilización de las segundas fases, capaces de precipitar durante el envejecimiento [Pol95], no es el único cambio microestructural que tiene lugar en las aleaciones de fundición al ser
III-1 Tratamientos térmicos

tratadas térmicamente. Diferentes trabajos indican que tanto las agujas de fase β que contienen hierro [Par00] [Nar95], como distintos tipos de silicio eutéctico [Cri88], pueden sufrir modificaciones durante el tratamiento térmico. La morfología de los compuestos intermetálicos y del silicio eutéctico cambia cuando la aleación se trata a altas temperaturas y durantelargos periodos de tiempo, por una serie de mecanismos, siendo el más aceptado el de fragmentación y redondeo de la agujas de silicio. En este apartado se pretende realizar una introducción a las teorías que justifican los tratamientos térmicos aplicados a las aleaciones de aluminio-silicio conformadas en estado semisólido. A continuación se abordarán los tratamientos térmicos de esferoidización y lostratamientos T5 y T6.

3.1

TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE ESFEROIDIZACIÓN DEL SILICIO

Los tratamientos de esferoidización [Cria87][Cri88][Par93], al igual que los de modificación [Pat21], permiten variar la forma y la distribución de los cristales de silicio eutéctico. La esferoidización se produce al calentar las muestras a temperaturas altas, próximas a la temperatura eutéctica, [500-550 ºC],durante tiempos prolongados. La evolución del silicio depende de la estructura de partida y de la temperatura de tratamiento elegida. Así pues, el tratamiento de esferoidización puede potenciar las características mecánicas de la aleación aumentando la plasticidad y el alargamiento, sin pérdida de la resistencia mecánica [Calv85]. Como consecuencia del tratamiento de esferoidización, laspartículas de silicio experimentan una evolución en la que cabe distinguir tres etapas o fases que se comentan a continuación:

1ª Etapa de subdivisión o escalonamiento Este primer estadio de la evolución de los cristales de silicio aparece en aquellos puntos más activos de la superficie del cristal, con mayor energía libre, llamados
III-2

Tratamientos térmicos

escalones de esferoidización. Loscontornos o aristas vivas de los cristales aparecen redondeados después de la subdivisión, debido a la redisolución parcial del silicio eutéctico; su división produce una reducción de su longitud. Por el hecho de producirse la subdivisión de las partículas de silicio, su número aumenta y su morfología tiende hacia la forma ideal que es la esférica. En el caso de los cristales de silicio eutécticopertenecientes a aleaciones sin modificar, esta primera etapa de escalonamiento aparece claramente. Mientras que en el caso de aleaciones modificadas, con silicio eutéctico, no se detecta escalonamiento debido a que los cristales de silicio se presentan ya redondeados. Sin embargo, en el caso de que exista silicio no modificado, sí se produce esta primera etapa. El escalonamiento tiene lugar en unamplio margen de tiempos y depende de la temperatura. A temperaturas bajas, esta primera etapa siempre tiene lugar, existiendo una subdivisión previa en estrechamientos o puntos de crecimiento de los brazos dendríticos. Los poliedros de silicio primario suelen cambiar de morfología para tiempos de tratamiento prolongados cuando la temperatura es baja, pero cuando son temperaturas cercanas a la...
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