mecanismo de nucleación de las fases eutécticas en aluminio

8/17/2019 Mecanismo de Nucleación de Las Fases Eutécticas en Aluminio

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MECANISMO DE NUCLEACIÓN DE LAS FASES EUTÉCTICAS EN

ALUMINIO-SILICIO ALEACIONES HIPEREUTÉCTICAS

Sumanth Shankar, Yancy W. Riddle, Makhlouf M. Makhlouf *

RESUMEN:

Una teoría se presenta para explicar el mecanismo de la formación de l as faseseutécticas en aleaciones hipoeutécticas de Al -Si.Los resultados incluyen: óptico, de barrido y microscopía electrónica detransmisión , así como el anlisis de difracción de electrones rea seleccionada yelemental de rayos ! , "l mapeo reali#ó muestras de aleación hipoeutéctica de Al-Si. Las muestras de aleación habían controlado con precisión la $uímica y sesolidificaron en di%ersas %elocidades de enfriamiento . Los datos presentadosapoyan la teoría propuesta con la e%idencia microestructural y cristalo&rfica .'(() Acta *aterialia +nc. ublicado por "lse%ier Ltd. odos los derechos

reser%ados.

INTRODUCION

Las aleaciones de Al-Si son al&unosde los materiales ms utili#ados parala colada doméstica, militar,automotri#, y componentesaeroespaciales /0. "%olución de laeutéctica estructura durante elenfriamiento de estas aleaciones,influencias de fluidos, flu1os durante

su etapa final de la solidificación y,por tanto controla la eficiencia de laalimentación de metal lí$uido en lasca%idades de la matri#.'0."ficiencia de la alimentación $ue asu %e# afecta a la contracción, $uepuede causar porosidad yse&re&ación $uímica en pie#as defundición haciendo $ue el mecanismode eutéctica formación de especialinterés científico e industrial .'0.

Adems, tras la adición de tra#as deciertos elementos, tal como 2a o Sr, auna aleación hipoeutéctica de Al-Si,la estructura de la fase eutéctica deSi se transforma en una estructurasimilar de una placa 3escama4 a unaestructura multa fibroso 3parecido alcoral4 50. "sta transformaciónmorfoló&ica si&nificati%amente me1ora

las propiedades mecnicas y elrendimiento &eneral de loscomponentes $ue se echa de estasaleaciones )0. "n consecuencia, &ranparte de la fundamental in%esti&aciónen el sistema de aleación de Al-Sidurante el pasado , 6(a7os se ha diri&ido hacia la

comprensión del mecanismo detrsde la modificación eutéctica de Si,morfolo&ía de fase medianteelementos tra#a tales adiciones. Sinembar&o, y a pesar de muchashipótesis propuestas explicando lamodificación de la estructuraeutéctica en aleacioneshipereutéctica de Al-Si 50, laprocedencia de esta tecnoló&icatransformación morfoló&icaimportante si&ue siendo incierto."sto se debe principalmente a la faltade e%idencia concluyenteproporcionada por experimentaciónen apoyo de las hipótesis propuestas.La principal hipótesis nace demuchas hipótesis populares en elmecanismo de modificación de lamorfolo&ía de fase de silicio ya $ue la


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nucleación de fase eutéctico de silicioen las dendritas primarias de aluminiodurante la solidificación de lasaleaciones hipereutécticas y $uetra#a la modificación de elementos

$ue inhiben el crecimiento de la fasede silicio eutéctico, transformando asíla morfolo&ía de la fase similar de Sia una placa fibrosa a 5,8-90. Unexamen cuidadoso de estas hipótesismuestra $ue no pueden explicar muchos fenómenos obser%ados $ueestn asociados con la modificación$uímica, en particular: 3/4 no explicanla relati%amente el &ransubenfriamiento durante lasolidificación en la $ue se obser%a lae%olución de las fases eutécticascuando los elementos demodificación estn presentes 3'4"llos no pueden explicar la apariciónde modificación eutéctica, e incluso lasobre-modificación, sin aditi%os$uímicos, sino ms bien debido a unaumento de sobrecalentamiento y ; ouna %elocidad de solidificaciónrelati%amente rpida 6,


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la me#cla eutéctica de Al-Si. Semostrar el hierro, excepto cuandoestn presentes en cantidadesextremadamente ba1asresultados en la formación de hierro

$ue contiene b-3Al, Si,De4 fase $ue 1ue&a unpapel importante en la nucleación delas fases eutécticas. or lo tanto, esms apropiado pensar en estesistema cuando se habla de lareacción eutéctica comoesencialmente un sistema ternario Al-Si-De con las fases eutécticas siendo Aleut +Sieut + b-3Al, Si, De4, en lu&ar de un sistema binario de Al-Si. Latabla / muestra los ni%eles típicos dehierro en %arias aleaciones de Al-Side EE alta pure#a EE.

'. *ateriales y procedimientos

2.1. Aleación química y las condicionesde trabajo

Las dos aleacioneshipoeutecticas Al-Si utili#adas en estetraba1o y los materiales de los cualesse constituyeron y se muestran en latabla '. La $uímica de la aleaciónfueron medidas usando la

espectrometría de chispatransmisión , los resultados fueronconfirmados mediante la medicióncon espectroscopia de emisiónatómica de lasma inducti%amenteacoplado 3+?4.

?ada lote de aleación A fuederretido en un crisol nue%o de

al@mina de alta pure#a ytérmicamente e$uilibrado a 98( ?durante / h antes de ser permitidopara solidificar. uesto $ue la cinéticade nucleación y crecimiento de fases

eutécticas puede ser %elocidad deenfriamiento depende, muestras de laaleación se solidifican con diferentescondiciones de enfriamiento $ue diolu&ar a una amplia &ama de tasas deenfriamiento. "stas condiciones derefri&eración incluyen horno deenfriamiento 3D?4, enfriamiento deaire 3A?4 y solidificación direccional3FS4 en un blo$ue de cobremantenida a temperatura ambiente."n cada caso, la %elocidad deenfriamiento fue medida detemperatura %s el tiempo los datosobtenidos durante la solidificación yse considera la %elocidad de elenfriamiento en el lí$uido 1usto antesde $ue se ha formado el primer sólido.

Las tasas de enfriamiento deeficaces muestras de aleación A seresumen en la tabla 5 y abarcan lastasas de enfriamiento típicas deprocesos de fundición industrial conla probable excepción de fundición dealta presión. Adems y para se&uir elpro&reso de la reacción eutécticadurante la solidificación, muestras dealeación A adicional se apa&adespués del '(> %ol eutéctico sehabía formado en una me#cla deanticon&elante y hielo secoe$uilibrado en4 )( ?. ?ada lote dealeación G fue derretido en un crisolnue%o de &rafito de alta pure#a ytérmicamente e$uilibrado a 98( ?durante / h antes de ser permitidopara solidificar. Aleación G muestrasse enfriaron en aire a una %elocidadde enfriamiento de )6?;min.


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La técnica de dos termopares ideadapor GaHerud et al. Due usado paratodos los anlisis termales. "n estemétodo, dos termopares estnlocali#ados en el crisol tal $ue unoest cerca del borde del crisol y elotro est en el centro. Los deri%adosbasados en el tiempo 3d;dt4 de losdatos de estos dos termopares sonobtenidos y tra#ados 1untos con ladiferencia en su temperatura 34lecturas en un momento dado. "lderretimiento de la masa eraaproximadamente de /(( & y la latarifa de la solidificación 98( ? detemperatura inicial, de derretimientofue )6?;min.

2.3. Preparación de la muestra,microscopía y dispersión de energíaEspectroscopia

*icroscopía óptica: Una 2iHon"piphot, metaló&rafo $ue fue utili#adopara microscopía óptica todos. Lasmuestras para microscopía óptica

molieron

mecnicamente a )((( acabado de&rano

y electropulido para 8 s a )8 Iutili#ando una me#cla de cidoperclórico de /(( mL, /(( mL de éter de etileno-monobutil, y (( mL deetanol.

*icroscopía electrónica de barrido:La electrónica microscopia de barrido3S"*4 utili#ada era un 6)( JS*e$uipado con una fuente de

electrones LaG operando a /8 HeI yun Ke%ex sistema de ener&íaespectrómetro dispersi%o 3"FS4.*uestras de S"* se prepararon dela misma manera $ue lospreparados para la microscopíaóptica.


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*icroscopía electrónica detransmisión:/(( HeI LaG J"L /((? "* yuna '(( HeI ?D"M Nitachi ND'((("* fueron utili#ados para in%esti&ar

relaciones cristalo&rficas entre lasdistintas fases eutécticas ymicroanlisis $uímico. "l "*ND'((( fue e$uipado con un detector "FS 2oran*. Lminas para la

transmisión electrónica microscopícafueron preparados con lasubicaciones específicas en cadamuestra con un ha# de ionesenfocado 3D+G4 de fresado utili#andoun D"+ '58 &alio centrada en doble la%i&a de ion molino. Di&. / muestramicro&rafías de S"* típico de lasmuestras y los lu&ares típicos en lamicroestructura donde se prepararonlminas electrónicas de microscopía3"*4 de transmisión. Iariasmuestras "* similares fueronpreparadas y anali#adas de cadaaleación %ariante y de condiciónrefri&erada para ase&urar $ue losresultados no fueron anómalos.


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resolución $uímica de microanlisis me1or $ue '( nm.?ristalo&rafía: rientación de los cristales delaluminio y silicio para a%iones de ba1o índicepermite cristalo&rfica caracteri#ación. Losdi%ersos e1es de #ona en la $ue cada de lasfases de aluminio y silicio se orientó eranG O h/((i, h//(i, h///i, h(/'i, h//5i, h/''i,h(/5i

Di&ura '. Secuencia de e%entos durante lanucleación de fases eutécticas aleacioneshipoeutéctica Al-Si: 3a4 crecimiento de lasdendritas Al, 3b4 nucleación de la fase deb-3Al, Si, De4, 3c4 nucleación de eutéctica deSi en la fase b-3Al, Si, De4 el aluminioprimario por delante en el campo del soluto,nucleación de eutéctica Al en el eutéctico Si yel crecimiento de Al eutéctico 3d4 cho$ue dedendritas y eutécticas &ranos de Al dando por

resultado la detención del crecimiento de lasdendritas ms la nucleación y crecimiento defases eutécticas.

* Figura 3. Iolinea del diagrama defae ternario Al!Si!Fe o"tenido con eloft#are comercial $andatP//'Q y P('5Q. "n la mayoría de los casos,si había una relación cristalo&rfica entre dosfases, se %io con uno de estos planos en ele1e de la #ona. Fos cristales se dicen $ueuna relación cristalo&rfica entre elloscuando uno cristal, orientado sobre un e1e dela #ona, también se re%eló una #ona de e1ecasi centrado en el se&undo cristal. Laausencia de una alineación de e1e de #ona

fuerte entre dos cristales se usó paradescribir los cristales %ecinos como noteniendo nin&una relación cristalo&rfica.?uando se encontró una relacióncristalo&rfica entre una fase de aluminio yuna fase de silicio, se obtu%ieron patrones dedifracción 3SAF4 del rea seleccionada. Lascondiciones difractadas fueron calibradas yubicadas en el pro&rama específicamentepara la Nitachi ND'((( "* utili#ados en

este traba1o. Un mínimo de tres patronesSAF uno de la fase de silicio, uno de la fasede aluminio y otro incluyendo fases de silicioy de aluminio, fueron obtenidos con el fin decomparar los patrones de difracción yconfirmar la relación cristalo&rfica. Adems,se obtu%ieron im&enes de campo oscuro ycampo claro para confirmar $ue las fasestenían una relación de orientacióncristalo&rfica específica.

eoría de nucleación hetero&énea clsicaestablece $ue cuando una interfase entre unsólido y un lí$uido es reempla#ado en partepor una menor ener&ía sólido = sólidointerfa# acertada nucleación del nue%o sólidoener&éticamente se fa%orece cuando noaltera si&nificati%amente el %alor de radio&eométrico crítico de/60. Fesde una interfa# de dos fases sólidas

donde ambas fases presentan al&unosespecífico rientación cristalo&rfica entreellos tiene menos ener&ía $ue la interfa# en

una confi&uración al a#ar, la interfa#orientada es ms probable a la forma $uela interfa# no orientada. Sin embar&o, sedebe se7alar $ue esta in%esti&ación serefiere a la nucleación y crecimiento defases $ue ocurren durante latransformación de li$uido-sólido.


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?omo tal, se reconoció %arias orientacionescristalo&rficas recomendadas entre fasesemer&entes $ue deben haber existido en sustiempos de inicio y satisfa&an una nucleaciónde confi&uración con ba1a ener&ía. or lotanto, en apoyo a la teoría propuesta, essuficiente demostrar e%idencia de unarelación recomendada entre fasesadyacentes, $ue en este caso puede ser me1or descrita como direcciones paralelas.

"sto @nicamente establece una relacióncristalo&rfica completa entre dos cristales,$ue a menudo es el caso de lastransformaciones de sólido a sólido, ya nosuministramos solo planos y direccionescristalo&rficas La cantidad de cristales $uecumplan un criterio de dirección paralela conel cristal %ecino es e%idencia de un entornode nucleación de ener&ía ms ba1o $ue se

haya producido localmente durante lasolidificación, y se denomina a$uí, a pesar deno cumplir plenamente la definición formal,como una EE relación cristalo&rfica ERSe debe también se7alar $ue, aun$ue lapresencia de tal relación entre un n@cleo yuna formación sólida de un derretimientopuede apuntar a la posibilidad de $ue elsólido ha nucleado en el n@cleo específico,no es una condición suficiente. Sin embar&o,cuando combinado con abundante e%idenciade microscopía %isual electrónica de barrido ytransmisión y apoyados con anlisis térmicos

y termodinmicos, las relaciones deorientación pueden ser una herramienta%aliosa para diferenciar la secuencia deacontecimientos de la precipitación duranteuna transformación de lí$uido a sólido comouna reacción eutéctica.

5. resultados y discusión

5./. eoría propuesta

Gasado en este traba1o, se propone lanucleación de las fases eutécticas en las

aleaciones Al-Si hypoeutecticas procede talcomo se ilustra es$uemticamente en fi&s.'3a4=3d4 Furante la solidificación, las formasde fase de aluminio primario como lasdendritas a la temperatura li$uida de laaleación. "sto es se&uido por la e%olución deuna fase b secundaria-3Al, Si, De4 a ciertatemperatura entre la temperatura de li$uidusy la temperatura eutéctica de la aleación

dependiendo de la concentración de De en laaleación. A la temperatura eutéctica,y en un sobreenfriamiento de (.) ?-(.6 ?,silicio eutéctico 3Si eut4 nuclea en la etapa desecundaria b-3Al, Si, De4 en el campo desoluto antes de aluminio creciente

Di&ura 8. Las muestras de la aleaciónmicro&rafíca S"* de G 3Al=).8>Si4: 3a4ima&en secundaria del electrón 3b4 ima&ende electrones retrodispersados de la re&iónindicada por la flecha en 3a4 3c4 mapaelemental de De mostrando b-Al


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en aleaciones de Al = Si con anlisis térmicosy termodinmicos, así como resultados deescaneo óptico y la transmisión electrónicamicroscopica, difracción de electrones delrea seleccionada ,anlisis y mapeoelemental de rayos x

5.'. Dormación de b-3Al, Si, De4

Di&. 5 muestra isolineas en e$uilibrio de Al =9Si el dia&rama de fase con el aumento delcontenido de De calculado utili#ando elsoftare comercial andat 8 %ersión )--N.andat usa la anAluminum %ersión 'btermodinmico ,base de datos para lasaleaciones de aluminio comercial, $ue se%erifica experimentalmente con límitespublicados de uso de los elementos de esteclculo , es decir, Al T&t 6(>, Si P /9.)8>,De P /.(>..

Los resultados comparables fueron obtenidosdel softare comercial hermocalc utili#ando la base de datos de aluminiohermotech. Un mínimo de De (.((56>, esde una fase ternaria b-3Al, Si, De4 $ueforma . 898 ? Fesde este ni%el de De se hademostrado $ue un ni%el de impure#a naturalen incluso EE alta pure#aEE

Al 3%er tabla /4, el sistema debe ser considerado como un sistema ternario Al-Si-De y no un sistema binario Al = Si .or otra parte, el coeficiente de partición dee$uilibrio de De en el sistema trata de (.(''

/, se producir precipitación de la fasede b-3Al Si4aleación muestra b 3Al, Si, De4 fase G comonucleantes eutécticos de Si: 3a4 ima&en deelectrones secundarios de ampliación ba1ade la microestructura 3b4 ima&en deelectrones secundarios de alta ma&nificacióndel lu&ar indicado en 3a4 3c4, 3d4 y 3e4 sonmapas elementales obtenidos en el lu&ar indicado ,en 3a4 muestra la distribución de Al,Si y De, respecti%amente.

el silicio eutéctico dependiendo el contenidode hierro de la aleación y a su %e# laspartículas de b-3Al, Si, De4 pueden nuclear elsilicio eutéctico.Di&ura ) muestra una cur%a típica de anlisistérmico de una aleación de Al=6.8>Si=


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(.((5'>De, mostrando la formación de lasdendritas de aluminio primario, se&uido por laprecipitación de la fase b-3Al, Si, De4 y lue&olas fases eutécticas. Aun$ue el anlisistérmico es @til para identificar la temperaturaen $ue fase se producen precipitatione%ents,es insuficiente para identificar @nicamente lasfases de precipitación. Sin embar&o, como semuestra en los si&uientes prrafos, estosdatos de anlisis térmico se correlacionanbien con obser%aciones de "* y calculadodia&ramas de fase dando confian#a a lasecuencia indicada de e%entos deprecipitación. ?lculos utili#ando el softarecomercial andat su&ieren $ue estasecuencia de acontecimientos $ue ocurre enaleaciones hypoeutecticas de Al-Siindependientemente su contenido de De parael contenido es hasta /.8>. Di&ura ) es un EE#oomEE en Di&. ) a y también muestra la

%ariación en el d;dt con tiempo t. ten&a encuenta $ue la reacción eutéctica, se&@n elactual Al-Si/80 el dia&rama de fase ocurre a 899, ?,se retrasa y se presenta en esta aleación a898,/ ?. "ste retraso puede atribuirse a laescase# de la nucleación de Sieut b 3Al, Si,De4 fase causada por el muy ba1o contenidode De en esta aleación. Di&. ) refuer#a elar&umento de $ue la fase b-3Al, Si, De4 1ue&aun papel fundamental en la nucleación de lafase eutéctica de Si.

Di&ura


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"n /


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Di&ura //. Cesumen de anlisis "* de unbastidor A A?. La ima&en "* fue tomadacon el &rano Al eutéctico en medio de lasfases eutécticas de re&ión orientada a la ( /'0 Al e1e de #ona. ambién se muestra eses$uema 3dibu1ado a escala4 de la #ona deima&en "* para mostrar las diferentes

fases en la microestructura. Adems, los patrones ?G"F de lasubicaciones de marcan /, ' y 5, en lasdendritas de una Al dos y en el eutéctico semuestran Al. Anlisisde los &emelos Si re%eló $ue las dosescamas Si 3se muestra en el superior i#$uierdo a&randado "* micro&rfo4 sonrealmente dos partes de una escama &randede Si tiene una discontinuidad deen el plano de la ho1a. C+S"S patrones deinterfaces entre eutéctica Al y Si marcaron Ay G re%eló una relación cristalo&rfica:

/ / '0 Al H / / '0 Si.

?ristalo&rficas relaciones siempre fueronobser%adas entre el silicio eutéctico y elaluminio eutéctico. *uchos copos de siliciorodean cada cristal de aluminio eutécticosin embar&o, sólo una escama de silicio fueencontrada para ser parcialmenteencapsuladas por un determinado aluminioeutéctico.Los copos de cristal eutecticos mientras $ueel resto de la silicona estn sobre los límitesde aluminio eutécticos .

Celaciones cristalo&rficas siempre fueronobser%adas entre el cristal de aluminioeutéctico y la escama de silicio eutécticoparticular $ue parcialmente fue rodeada por él, mientras $ue las relacionescristalo&rficas no existían entre los &ranosde aluminio eutécticos y cual$uiera de lasescamas de silicio $ue se encuentran en suslímites. ?ada escama de silicio eutéctico seencontró $ue tenian un cristal de aluminio

eutéctico con el cual comparte una relacióncristalo&rfica. "ste mismo silicio eutéctico yaluminio eutéctico de cristal para siempretu%o la escama de silicio, parcialmenteencapsulada por el cristal de aluminioeutéctico

Di&.// muestra típicos resultados de A-A?muestras. Similar a la fi&ura /(, la ima&en de"* es representante de esta aleación yesta condición de solidificación."l es$uema ilustrati%o continuo fue dibu1adoen forma similar al es$uema en la fi&ura /(."n esta micro&rafía hay dos bra#os de ladendrita, uno a cada lado de la de la re&iónde eutéctica. SAF con Gh/((iAl confirmó$ue estos bra#os de dendritas tienen lamisma orientación y por lo tanto pertenecen ala misma dendrita. La re&ión $ue contiene lasfases eutécticas por lo tanto el interdendrítico

material entre estos bra#os de dendritasecundaria . Similar a las muestras A-FS, nocristalo&rfica ,se encontró relación entre lasdendritas de aluminio y cual$uiera de los&ranos eutécticos de aluminio y fases desilicio . ambién, similar a las muestras A-FS, unarecomendada: cristalo&rfia $ue siempreobser%ó relación entre cada &rano dealuminio eutéctica y la escama de silicioeutéctica $ue est rodeada parcialmente por él.tra %e#, similares a las muestras A-FS, no

se encontraron relaciones cristalo&rficasentre el &rano de aluminio eutéctico ycual$uiera de las escamas de silicio $ue seencuentran en sus límites.

Di&ura /' muestra resultados típicosobtenidos de AD? muestras. Similares a lasfi&s. /( y //, la ima&en "* muestra $ue esrepresentati%a de esta aleación y estacondición de solidificación

Di&./'. *icro&rafías de campo brillante de"* de un bastidor A D?. / / '0 Al H / / '0


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se obser%ó relación cristalo&rfica Si entre laeutéctica Si y Al eutéctico. Los círculosblancos marcados A, G y ? representan lasreas donde se tomaron patrones tristes Si,Si = Al re&ión de interfa#,y Al, respecti%amente. Los respecti%ospatrones tristes marcan A, G, y ? semuestran en la ima&en. Fos flechas depuntos blanco en el patrón triste tomada enla demostración de Si = Al interfa# re&ión unadébil línea de puntos Al. "stos puntos eranclaramente %isibles en el "*, pero puedenno ser claros en esta ima&en.

Di&./5. *icro&rafía "* de un bastidor A +X. A / / '0 Al H / / '0 se obser%ó relacióneutéctica cristalo&rfica entre Si y Siconti&uo Al. Los círculos blancos marcados

A, G y ? representan las reas donde se .

"n esta microestructura, hay un aluminio$ue-tomaron patrones de difracción de Si, lare&ión interfa# del Si-Al,, respecti%amente. Los patrones de difracciónrespecti%os marcan A, G, y ? se muestrandeba1o de la ima&en de campo claro. Sepuede obser%ar $ue el / / '0 Siy / / (0 Al sobrepasa al patrón en la re&iónde interfa# ,entre Al y Si. Las im&enes sonen el modo de polaridad in%ersa para me1orar la %isuali#ación de contraste dendrita, unaescama &rande silicio eutéctico, unms pe$ue7o copo de silicio y &ran parte de

un aluminio eutéctica &rano. Anlisis de estay similares muestras de mostraron $ue,similar a la A-FS y muestras A-A?, allí no esnin&una relación cristalo&rfica preferidaentre las dendritas de el aluminio y el silicioeutéctico a fase mientras $ue hay un distinto/ / '0 Al H / / '0 Si cristalo&rfica relaciónentre el aluminio eutéctico y la específicaeutéctica escama de &rano y el silicio $ueson nucleadas.

Di&./5 muestra resultados típicos obtenidosde A+X . Similar a las fi&s. /(-/', la ima&en"* muestra la representación de estaaleación y la condición esta solidificación. "nesta microestructura, hay una escama desilicio &ruesa y un &rano colindante dealuminio eutéctica.

Anlisis de esta y similares muestrasdemostradas $ue, similara la FS A, A-A? y las muestras A-D?, no haycristalo&rfia preferida entre la relación lasdendritas de aluminio y el silicio eutéctico defase mientras $ue allí es una relacióncristalo&rfica distinta entre &ranos de elaluminio eutéctico y las escamas de silicio,cada una respecti%amente nucleadas.

"xamen de fi&uras /(-/5 muestra $ue,mientras $ue las escamas de silicioy los &ranos eutécticos de aluminio coarsen

como la %elocidad de enfriamiento disminuyelas relaciones cristalo&rficas entre lasdistintas fases $ue constituyen aleacioneshypoeutecticas como el Al = Si no cambian."xiste una relación de cristalo&rfia entre&ranos de aluminio eutécticay los copos específico de silicio $ue losnuclea . "sta relación cristalo&rfica 3cercadel 9(> de las relaciones cristalo&rficosencontrados4 es la/ / '0 Al H / / (0 relación de Si. Kobayashi'80 y ms adelanteShamsu##oha '0 obser%aron una relación

similar entre los &ranos eutécticos dealuminio y silicio eutéctico en escamas demuestras donde la %elocidad de crecimientoeutéctico fue cerca de /(( lm;s. losresultados de clculos termodinmicos,termal anlisis y microscopia electrónica enel prrafos anteriores claramente apoyan lateoría de propuesta presentada al principiode esta sección y ilustradoes$uemticamente en la fi&ura '.

?2?LUS+2:Se propone una teoría para describir lanucleación de las fases eutécticas enaleaciones hypoeutecticas de Al-Si. La teoríapropuesta est basada en el hecho de $uein%ariablemente las aleaciones Al-Sicontiene tra#as de hierro, $ue desempe7a unpapel importante en la nucleación de lasfases eutécticas.


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La teoría sostiene $ue durante lasolidificación de las aleacioneshypoeutecticas Al-Si, dendritas primariasnuclearers de Al en la temperatura li$uida, ypartículas nucleares de b-3Al, Si, De4 en elcampo soluto por delante de las dendritascreciente de aluminio a una temperatura en opor encima de la temperatura eutéctica de lade la aleación. Si la nucleacion eutéctica enestas partículas de b-3Al, Si, De4, y eutécticaen Al ,el silicio eutéctico. "l crecimiento deldendritas aluminio primario es detenido

cuando las dendritas inciden en los &ranosde Al eutécticos. "ste mecanismo esapoyado por los resultados de anlisistérmicos extensos, microscopía óptica,exploración y transmisión de la microscopiaelectrónica, como así anlisis de difracciónde electrones del rea seleccionada yelemental radio&rafía tra#ada y reali#ada en

Al = Si muestras de aleación hypoeutecticacon precisión $uímica controlada $ue seenfriaron a diferentes %elocidades deenfriamiento.

mecanismo de nucleación de las fases eutécticas en aluminio

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