Análisis de las velocidades de las interfases durante la solidificación direccional horizontal de aleaciones Zn-10%Al

摘要

La predicción de las estructuras de solidificación de aleaciones binarias es de importancia para avanzar en el conocimiento del propio campo y de los materiales en general. La validación y aplicación de los modelos numéricos que se vienen desarrollando contribuyen a ampliar el conocimiento y sus aplicaciones en el área de la metalurgia, sin embargo, existen pocos estudios en la literatura acerca de las condiciones en las que se produce la transición de estructura columnar a equiaxial (TCE) en condiciones de solidificación unidireccional horizontal con dos sentidos de solidificación, cuando los frentes de solidificación de dos superficies enfrentadas se encuentran. El presente estudio tiene como objetivo solidificar direccionalmente en forma horizontal la aleación hipereutéctica Zn-10%Al (ZA10), con extracción calórica predominante desde ambos extremos de las probetas, lo cual da lugar a seis interfases de solidificación moviéndose en direcciones contrarias (tres se mueven desde el extremo izquierdo y las otras tres desde el extremo derecho): dos interfases son líquidas [líquido/(sólido+líquido)], interfases [L/(S+L)] ó I L, dos interfases son eutécticas, [(sólido+líquido)/(eutéctico+sólido+líquido)] o interfases [(S+L)/(E+L)] o I E y dos interfases son sólidas, [(eutéctico+sólido+líquido)/sólido], llamadas interfases [(E+L)/S] o I S. La presencia de estas seis interfases determina que el fin de la solidificación ocurra próximo al centro geométrico de las probetas y aparenta estar relacionado con la presencia de poros u oquedades derivados de la contracción interna subsuperficial. Se determinan las velocidades y aceleraciones de las interfases en función del tiempo y de la posición. Los resultados obtenidos se comparan con los correspondientes a aleaciones hipoeutécticas solidificadas en similares condiciones en un trabajo previo.