Influencia del homogeneizado previo al laminado en frío en la microestructura del AA3003
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Resumen
La aleación de aluminio AA3003 proveniente de colada continua posee una microestructura que afecta significativamente su uso potencial en aplicaciones de ingeniería. Este trabajo estudia los efectos de la homogeneización sobre la microestructura del AA3003 con trabajo en frío. Se estudiaron seis condiciones combinando las variables: condición inicial (con y sin homogeneizado) y cantidad de trabajo en frío. Se evaluaron todas las condiciones mediante microscopía óptica y electrónica de barrido, combinadas con técnicas de electrones retrodispersados y espectroscopía de dispersión de rayos X. Los resultados sugieren que, para ambas condiciones iniciales, las fases secundarias presentes son Al6(Mn,Fe) y ?-Al(Mn,Fe)Si. La homogeneización causó la disolución y precipitación de los dispersoides, la esferoidización de las partículas primarias y permitió que la variación del tamaño de las partículas secundarias fuese mínima durante el trabajo en frío. Además, se obtuvo que las fases secundarias están compuestas de partículas primarias y secundarias, que difieren en su contenido de Fe y Mn, lo que resulta en una relación Mn/Fe más baja para las partículas primarias (0,57 para la condición recibida y 0,80 para la condición homogeneizada), mientras que los dispersoides tienen una mayor relación Mn/Fe (1,56 después de la homogeneización). La homogenización aumentó la ductilidad y redujo la probabilidad de agrietamiento del material durante el trabajo en frío, lo cual se evidenció en los resultados obtenidos de resistencia, dureza y ductilidad.
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Referencias
[2] M. Dehmas, E. Aeby-Gautier, P. Archambault, and M. Serriére, “Interaction between eutectic intermetallic particles and dispersoids in the 3003 aluminum alloy during homogenization treatments,” Metallurgical and Materials Transactions A, vol. 44, no. 2, pp. 1059–1073, Feb. 2013. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s11661-012-1473-1
[3] Y. J. Li and L. Arnberg, “Quantitative study on the precipitation behavior of dispersoids in DC-cast AA3003 alloy during heating and homogenization,” Acta Materialia, vol. 51, no. 12, pp. 3415–3428, 2003. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S1359-6454(03)00160-5
[4] Y. Li and L. Arnberg, Precipitation of Dispersoids in DC-Cast AA3103 Alloy during Heat Treatment. Grandfield J.F., Eskin D.G. (eds) Essential Readings in Light Metals. Springer, Cham, 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/978-3-319-48228-6_129
[5] M. Velandia and B. Hidalgo, “Evolución estructural de la aleación AA-3003 sometida a tratamiento térmico de homogenización,” in 7th Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology, San Cristóbal, Venezuela, 2009. [Online]. Available: https://bit.ly/3fofH1V
[6] H.-W. Huang and B.-L. Ou, “Evolution of precipitation during different homogenization treatments in a 3003 aluminum alloy,” Materials & Design, vol. 30, no. 7, pp. 2685–2692, 2009. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.10.012
[7] Y. J. Li and L. Arnberg, “Precipitation of dispersoids in DC-cast 3003 alloy,” in Aluminium Alloys 2002 - ICAA8, ser. Materials Science Forum, vol. 396. Trans Tech Publications Ltd, 7 2002, pp. 875–880. [Online]. Available: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.396-402.875
[8] ASTM, ASTM E8 / E8M-21, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. ASTM International, West Conshohocken, 2004. [Online]. Available: http://doi.org/10.1520/E0008_E0008M-21
[9] ——, ASTM E3-01, Standard Practice for Preparation of Metallographic Specimens. ASTM International, West Conshohocken, 2001. [Online]. Available: http://doi.org/10.1520/E0003-01
[10] ——, ASTM E407-07(2015)e1, Standard Practice for Microetching Metals and Alloys. ASTM International, West Conshohocken, 1999. [Online]. Available: http://doi.org/10.1520/E0407-07R15E01
[11] M. Dehmas, P. Weisbecker, G. Geandier, P. Archambault, and E. Aeby-Gautier, “Experimental study of phase transformations in 3003 aluminium alloys during heating by in situ high energy X-ray synchrotron radiation,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 400, no. 1, pp. 116–124, 2005. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.03.062
[12] G. E. Totten and D. S. MacKenzie, Handbook of Aluminum: Vol. 1: Physical Metallurgy and Processes. CRC Press, 2003. [Online]. Available: https://bit.ly/2SqMkTE
[13] ASTM, ASTM E384-17, Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials, ASTM International, West Conshohocken ed., 2002. [Online]. Available: http://doi.org/10.1520/E0384-17
[14] J. Pérez-Ilzarbe Uriz, J. Faustmann Salas, and A. Suárez Sanabria, “Recristalización de bandas de aluminio procedentes de colada continua, laminadas en frío,” Revista de Metalurgia, vol. 36, no. 6, pp. 435–451, 2000. [Online]. Available: https://dx.doi.org/10.3989/revmetalm.2000.v36.i6.594
[15] M. Slámová, M. Karlík, F. Robaut, P. Sláma, and M. Véron, “Differences in microstructure and texture of Al-Mg sheets produced by twin-roll continuous casting and by direct-chill casting,” Materials Characterization, vol. 49, no. 3, pp. 231–240, 2002. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S1044-5803(03)00011-1
[16] Y. J. Li and L. Arnberg, “Evolution of eutectic intermetallic particles in DC-cast AA3003 alloy during heating and homogenization,” Materials Science and Engineering: A, vol. 347, no. 1, pp. 130–135, 2003. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00555-5
[17] M. Poková, M. Cieslar, and J. Lacaze, “Enhanced aw3003 aluminum alloys for heat exchangers,” in WDS’11 Proceedings of Contributed Papers, Part II, 2011, pp. 141–146. [Online]. Available: https://bit.ly/3bYehcj
[18] M. M. R. Jaradeh and T. Carlberg, “Solidification studies of 3003 aluminium alloys with Cu and Zr additions,” Journal of Materials Science & Technology, vol. 27, no. 7, pp. 615–627, 2011. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S1005-0302(11)60116-3
[19] J. P. Martins, A. L. M. Carvalho, and A. F. Padilha, “Microstructure and texture assessment of Al-Mn-Fe-Si (3003) aluminum alloy produced by continuous and semicontinuous casting processes,” Journal of Materials Science, vol. 44, no. 11, pp. 2966–2976, Jun. 2009. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s10853-009-3393-z
[20] T. Torres, R. Bisbala, S. Cameroa, and C. Llanos, “Estudio del efecto del tratamiento térmico de homogeneización en la microestructura y propiedades mecánicas de una aleación de aluminio AA8011,” Acta Microscópica, vol. 20, no. 2, pp. 165–173, 2011. [Online]. Available: https://bit.ly/3wCbT2K
[21] S. Y. Paredes-Dugarte and B. Hidalgo-Prada, “Micromecanismo de deformación durante la laminación en frío de la aleación comercial de aluminio 3003,” Suplemento de la Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, no. 2, pp. 778–781, 2009. [Online]. Available: https://bit.ly/2SpEYQh