Aleaciones a base de Al que contienen Fe: Relación entre la evolución microestructural y la dureza en una aleación Al-Ni-Fe
Autores: Faria, Jonas; de Paula, Andrei; Silva, Cássio; Kakitani, Rafael; Barros, André; Garcia, Amauri; Brito, Crystopher; Cheung, Noé
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleaciones recicladas
Beneficios ambientales
Materiales innovadores
Cambios microestructurales
Valores de dureza
Aleación Al-Ni-Fe
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Las aleaciones de Al recicladas no solo ofrecen beneficios ambientales y económicos, sino que también presentan una base valiosa para el desarrollo de materiales innovadores, como las aleaciones de Al-Ni-Fe. Este trabajo se centra particularmente en los cambios microestructurales y la dureza de una aleación de Al-5Ni-1Fe (en % en peso) solidificada con una variación aproximada de 20 veces en las tasas de enfriamiento. Para las diversas escalas de longitud microestructural obtenidas, solo las regiones eutécticas exhiben un patrón uniforme, con las colonias eutécticas que comprenden una fase alfa-Al junto con compuestos intermetálicos Al3Ni y Al9FeNi. Se muestra que el refinamiento microestructural puede llevar a un aumento del 36% en la dureza. Para representar esto matemáticamente, los valores de dureza se asocian con el espaciamiento de la colonia eutéctica y de las fibras intermetálicas (EC e IF, respectivamente) utilizando ecuaciones experimentales basadas en la relación de Hall-Petch y regresión lineal múltiple. Además, se realizan comparaciones con muestras de aleaciones de Al-5Ni y Al-1Fe (en % en peso) producidas en las mismas condiciones. La aleación de Al-5Ni-1Fe exhibe valores de dureza más altos que tanto las aleaciones binarias de Al-5Ni como de Al-1Fe. Además, la dureza de la aleación ternaria de Al-Ni-Fe es sensible al refinamiento microestructural, una característica ausente en las aleaciones binarias. Para IF-1/2 = 1.56 um-1/2 (microestructura más gruesa), la aleación de Al-5Ni-1Fe exhibe una dureza aproximadamente un 13% y un 102% mayor que la de las aleaciones de Al-5Ni y Al-1Fe, respectivamente, mientras que para IF-1/2 = 1.81 um-1/2 (microestructura más fina), demuestra una dureza aproximadamente un 39% y un 147% mayor en comparación con la de las aleaciones de Al-5Ni y Al-1Fe, respectivamente. Así, esta investigación proporciona correlaciones experimentales que conectan dureza, microestructura y parámetros térmicos de solidificación, contribuyendo a una mejor comprensión para el diseño de aleaciones de Al-Ni contaminadas con Fe en estado fundido.
Descripción
Las aleaciones de Al recicladas no solo ofrecen beneficios ambientales y económicos, sino que también presentan una base valiosa para el desarrollo de materiales innovadores, como las aleaciones de Al-Ni-Fe. Este trabajo se centra particularmente en los cambios microestructurales y la dureza de una aleación de Al-5Ni-1Fe (en % en peso) solidificada con una variación aproximada de 20 veces en las tasas de enfriamiento. Para las diversas escalas de longitud microestructural obtenidas, solo las regiones eutécticas exhiben un patrón uniforme, con las colonias eutécticas que comprenden una fase alfa-Al junto con compuestos intermetálicos Al3Ni y Al9FeNi. Se muestra que el refinamiento microestructural puede llevar a un aumento del 36% en la dureza. Para representar esto matemáticamente, los valores de dureza se asocian con el espaciamiento de la colonia eutéctica y de las fibras intermetálicas (EC e IF, respectivamente) utilizando ecuaciones experimentales basadas en la relación de Hall-Petch y regresión lineal múltiple. Además, se realizan comparaciones con muestras de aleaciones de Al-5Ni y Al-1Fe (en % en peso) producidas en las mismas condiciones. La aleación de Al-5Ni-1Fe exhibe valores de dureza más altos que tanto las aleaciones binarias de Al-5Ni como de Al-1Fe. Además, la dureza de la aleación ternaria de Al-Ni-Fe es sensible al refinamiento microestructural, una característica ausente en las aleaciones binarias. Para IF-1/2 = 1.56 um-1/2 (microestructura más gruesa), la aleación de Al-5Ni-1Fe exhibe una dureza aproximadamente un 13% y un 102% mayor que la de las aleaciones de Al-5Ni y Al-1Fe, respectivamente, mientras que para IF-1/2 = 1.81 um-1/2 (microestructura más fina), demuestra una dureza aproximadamente un 39% y un 147% mayor en comparación con la de las aleaciones de Al-5Ni y Al-1Fe, respectivamente. Así, esta investigación proporciona correlaciones experimentales que conectan dureza, microestructura y parámetros térmicos de solidificación, contribuyendo a una mejor comprensión para el diseño de aleaciones de Al-Ni contaminadas con Fe en estado fundido.