Informe de investigador

Informe científico de investigador: Palacio, Hugo Aníbal (2011-2012)

Resumen

Fluidez en aleaciones libres de plomo para utilizar en microsoldadura: el sistema eutéctico ternario Sn-Ag-Cu es uno de los candidatos para reemplazo del tradicional eutéctico Pb-Sn utilizado como aporte de soldadura para minicomponentes electrónicos. En este período se continuó con el análisis térmico y microestructural de este sistema, y de sus eutécticos binarios Sn-Ag y Sn-Cu mediante técnicas calorimétricas de solidificación controlada junto con análisis de las curvas de enfriamiento asistidas por cálculo. También se realizaron mediciones por calorimetría diferencial de barrido. Los resultados fueron comparados con los conocidos para el Sn puro y para el sistema Sn-Pb eutéctico. El método de calorimetría diferencial demostró ser útil para mostrar la presencia de más de un eutéctico en composiciones cercanas al eutéctico ternario y estudiar de este modo el camino de solidificación y la formación de una zona acoplada. Los resultados continúan en discusión, y han sido publicados y presentados en congresos. Solidificacion unidireccional de aleaciones binarias diluidas: se continuó con el estudio de los mecanismos responsables de la formación de la microestructura en aleaciones modelo de diferente estructura cristalina. En este período se experimentó particularmente con las aleaciones del sistema Zn-Al. Este sistema es particularmente atractivo por ser resistente a la corrosión. Desde el punto de vista de la solidificación, posee tres zonas de interés que diferencian su comportamiento: para concentraciones de Al por debajo del máximo de solubilidad máxima, la solidificación se produce en una única fase, aunque es posible lograr crecimientos celulares y dendríticos. No se ha hallado manifestación de descomposición de fases, por el contrario, muestra un rápido comportamiento a la solubilización a temperatura, haciendo desaparecer los bordes de grano originados durante el crecimiento. Las otras zonas de interés son la pro-eutéctica, y la hipereutéctica, para las que el crecimiento de la fase primaria se desarrolla en forma aparentemente independiente del eutéctico que se halla en la zona intercelular. Es de destacar también que la fase primaria puede ser diferente según la composición. Por debajo de la composición eutéctica la fases primaria es hcp (hexagonal compacta) rica en zinc mientras que por encima es fcc (cúbica centrada en las caras) más rica en aluminio. También se continuó la discusión en el sistema Sn-Pb, donde debido a la alta densidad de sus componentes no es posible evitar considerar la convección. Adicionalmente se presentaron resultados obtenidos en el sistema de la familia AlAgCu, aplicando técnicas calorimétricas y de microscopía optica para determinar el camino de solidificación y las fases emergentes. Complementariamente, se inició una línea de trabajo para analizar la nucleación y crecimiento en las instancias iniciales de la solidificación, enfocada fundamentalmente en la asimetría que aparece en la energía libre cuando se compara la fusión con la solidificación. Transformacion de estructuras de solidificacion as-cast en superaleaciones base niquel y biocompatibles base cobalto: se estudiaron los procesos de precipitación y crecimiento de la fase metaestable gamma prima en superaleaciones base Ni en probetas de estructura as-cast. El interés de conocer la distribución de soluto de las estructuras de colada radica en que ésta segregación es responsable de la composición de la fase precipitada gamma prima al momento de realizar los distintos tratamientos térmicos. Recordando que esta fase precipitada es la responsable del mejoramiento de las propiedades mecánicas de la aleación, es necesario conocer el comportamiento de esta fase a la temperatura de trabajo. Por este motivo es común desarrollar tratamientos de envejecimiento isotérmico de hasta 20000 hs. para seguir la evolución de las partículas precipitadas. Previo a este paso hay que realizar tratamientos térmicos de solubilización y posterior precipitación de las partículas. Las familia de aleaciones CMSX-2, CMSX-4 y CMSX-10 están caracterizadas por su diferente contenido de Re. Se realizaron determinaciones por análisis térmico diferencial (DTA) y los resultados están en discusión. Este análisis se completará con la información disponible de otras aleaciones tradicionalmente utilizadas como la IN713 . También se continuó con el estudió la microestructura de solidificación resultante en prótesis coladas con aleaciones del tipo ASTM F75, en condiciones de planta piloto en una empresa local. Se utilizó una aleación preparada a partir de elementos de pureza comercial (colada 1), un ajuste de dicha colada (colada 2) y otra adicional que fue obtenida utilizando aleación certificada (colada 3). Originalmente se realizó el estudio de factibilidad acerca de la reutilización de material (colada 2) cuando se controla adecuadamente la composición. Los resultados indican que la formación de carburos muy grandes provenientes de la escoria hacen no recomendable la utilización del material de re-colada. Posteriormente se analizó el comportamiento de la estructura y de las propiedades mecánicas al someter las muestras a tratamientos térmicos de solubilizado. Se pudo observar que el comportamiento de las muestras es diferente para cada colada, variando fuertemente con el tamaño inicial de los precipitados. Los mejores resultados se obtuvieron con la aleación certificada, aunque la colada 1 también entregó resultados satisfactorios. Adicionalmente se estudió la transformación de la fase cúbica a fase marténsítica por aplicación de deformación mecánica y térmica en envejecimiento artificial isotérmico.

Palabras clave
Aleaciones
solidificación
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Esta obra se publica con la licencia Creative Commons Attribution 4.0 International (BY 4.0)

item.page.license
Imagen en miniatura