Tesis Doctorado
Efecto de la fracción en volumen de partículas cerámicas sobre la microestructura y microdureza de compuestos aluminio A356-SiC
Effect of volume fraction of ceramic particles on microstructure and microhardness of A356-SiC aluminum compounds
Autor
Martínez-Catalán, Francisco Javier
Institución
Resumen
En este trabajo se obtuvo un compuesto de matriz de aluminio realizando molienda mecáni-ca de polvos de aleación A356, fabricados mediante el proceso de electrodo rotatorio, con diferentes fracciones másicas de partículas de SiC, los cuales posteriormente fueron some-tidos a proceso de sinterización. Los datos de difracción muestran una microestructura com-pleja, y que evoluciona gradual y rápidamente en las primeras horas de molienda. El tama-ño de cristalita de la fase mayoritaria fcc se reduce rápidamente con la molienda hasta al-canzar un valor asintótico. Una vez que se obtiene una distribución homogénea, el tamaño de cristalita permanece prácticamente constante y la densidad de dislocaciones comienza a aumentar. Las partículas de refuerzo se encuentran distribuidas homogéneamente en la matriz y actúan como agentes de molienda. Durante el proceso de sinterización supersoli-dus, la microestructura no se ve mayormente afectada, debido a que los cambios en los valores de tamaño de cristalita, microdeformación y densidad de dislocaciones no son signi-ficativos. Los resultados obtenidos de microdureza y módulo de Young de las muestra sinte-rizadas muestran que existe una fuerte dependencia de la porosidad presente en ellas, y en ese estado no dependen necesariamente de las propiedades de las fases que la com-ponen.
Este trabajo se realizó en el marco del proyecto Fondecyt 1150268 “Effect of mechanical milling on ceramic particle (SiC, Al2O3,Si3N4) distribution and mechanical properties of alumi-num A356 composites” In this work, an aluminum A356 matrix composite was obtained by mechanical milling, manu-factured by the rotary electrode process, with different SiC particles mass fractions, which were subsequently subjected to a sintering process. The diffraction data shows a complex microstructure, and that evolves gradually and rapidly in the first hours of milling. The crystal-lite size of the majority fcc-phase is reduced rapidly with milling to reach an asymptotic value. Once a homogeneous distribution is obtained, the crystallite size remains practically constant and the dislocation density begins to increase. The reinforcing particles are distributed ho-mogeneously in the matrix and act as milling agents. During the supersolidus sintering pro-cess, the microstructure is not greatly affected, because the changes in the values of crystal-lite size, microstrain and dislocation density are not significant. The results obtained from microhardness and Young's modulus of sintered samples show that there is a strong de-pendence of the porosity present on it, and in that state they do not necessarily depend on the properties of the component phases.
This work was carried out by financial support from Fondecyt 1150268 project: "Effect of mechanical milling on ceramic particle (SiC, Al2O3, Si3N4) distribution and mechanical proper-ties of aluminum A356 composites". PFCHA-Becas PFCHA-Becas