ESTUDIO DE LOS MECANISMOS DE SOLIDIFICACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ALEACIONES Al-Zn MODIFICADAS CON ADICIÓN DE Si COMO NANOCOMPÓSITO

En el presente trabajo se estudió la adición de Si nanopartículas (Si NP) en matrices metálicas Al-Zn, las cuales fueron preparadas por el proceso de molienda mecánica. La influencia de varios parámetros de proceso como el tiempo de molienda y concentración de Si en la matriz de AlZn tiene un efect...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: SERGIO GARCIA VILLARREAL
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2013
País:México
Institución:Centro de Investigación en Materiales Avanzados
Repositorio:Fuente de Objetos Científicos Open Access del CIMAV
Idioma:español
OAI Identifier:oai:cimav.repositorioinstitucional.mx:1004/79
Acceso en línea:http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/79
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:info:eu-repo/classification/cti/2
info:eu-repo/classification/cti/23
info:eu-repo/classification/cti/2307
Descripción
Sumario:En el presente trabajo se estudió la adición de Si nanopartículas (Si NP) en matrices metálicas Al-Zn, las cuales fueron preparadas por el proceso de molienda mecánica. La influencia de varios parámetros de proceso como el tiempo de molienda y concentración de Si en la matriz de AlZn tiene un efecto interesante en la microestructura y las propiedades mecánicas de los nanocompuestos sintetizados. La caracterización microestructural de los nanocompuestos se evaluó por microscopía electrónica de barrido y transmisión (MEB y MET) y las propiedades mecánicas se realizaron mediante pruebas de nanoindentación. Los resultados mostraron que durante la molienda mecánica el Si añadido a la matriz de AlZn logró una dispersión uniforme y homogénea. Después de la solidificación, el Si forma partículas con morfología de bloques pequeños en las regiones interdendríticas. Los perfiles de nanoindentación mostraron que el módulo de elasticidad y las propiedades de dureza aumentaron con el tiempo de molienda. Sin embargo, una concentración alta de Si (> 1,2% e.p.) resulta en una saturación de Si en la matriz de AlZn, la cual afecta negativamente a las propiedades mecánicas. Por lo tanto, es importante ajustar el tiempo de molienda y la concentración de Si añadido a las aleaciones de AlZn para controlar el crecimiento de fases frágiles que resultan en la reducción de las propiedades mecánicas del material. Como una segunda parte de la experimentación se desarrollaron aleaciones Al-Zn-Si por fusión con la incorporación del Si como nanocompósito el cual fue previamente sintetizado. Utilizando una nueva técnica sencilla de procesamiento fue lograda su inmersión en la aleación AlZnSi en estado líquido controlando ciertas variables de proceso como el desgasificado y la velocidad de enfriamiento durante la solidificación. Para el estudio detallado de la solidificación se utilizó el Software de simulación FactSage®, con el cual se determinaron las secuencias de solidificación y la formación de las fases en las aleaciones modificadas. La simulación termodinámica fue desarrollada usando el modelo de Scheil en el software, el cual predijo bastante bien las fases observadas en la microestructura de las muestras experimentales.

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