Efecto de los tratamientos térmicos y tasa de deformación en frío en las propiedades mecánicas de aleaciones de aluminio aa-6063
No Thumbnail Available
Date
2018-09
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
Se investigó, cómo influyen los parámetros de tratamientos térmicos de envejecido, bajo
diversos grados de deformación en frio, sobre las propiedades mecánicas de dureza y
tracción, en las aleaciones de aluminio AA: 6063, con la finalidad de elegir los
parámetros que proporciones una combinación adecuada de estas propiedades.
Todas las probetas se confeccionaron a partir de planchas estándar en bruto de ½” (12.50
mm espesor) x 1.06 m x 3.00 m de longitud. Para la dureza se usaron paralelepípedos de
10 x20mmx30mm, y para los ensayos de tracción se confeccionaron probetas según la
norma ASTM E 8M-95ª. Los experimentos aplicados a todas las muestras, siguieron la
siguiente secuencia: 1) Tratamiento de solubilidad. (580°C), 2) Proceso de deformación
en frio (reducción de área: 30%-60%-80%), 3) Aplicación de tratamientos de
envejecimiento artificial en el rango de temperaturas: 150-250-350-450°C, y con tiempos
de sostenimiento: 1- 10-30-60-90-120 min. Los tratamientos térmicos se realizaron el
horno de mufla digital y la reducción de área en un laminador de rodillos de laboratorio.
La dureza se midió en escala Vickers (HV) y los ensayos de tracción se ejecutaron en una
máquina Universal de tracción INSTRON de 10 Tn. Los ensayos de microscopía se
realizaron a nivel óptico utilizando el microscopio ZEISS.
Se encontró que el envejecido artificial produce un incremento de dureza muy
pronunciado en un tiempo muy corto (1 min), para luego variar moderadamente, según
los parámetros de tiempo y temperatura. Los máximos valores de dureza fueron: Para
30% de reducción: 92 HV [150°C- 120 min]; Para 60%: 95 HV [150°C- 120 min]. Para
80%: 100,7 HV [150°C- 120 min], demostrando: que un incremento de deformación,
junto a una baja temperatura y mayor tiempo de envejecido, son las condiciones que dan
los mayores valores de dureza. Respecto a las propiedades mecánicas, la condición
óptima la encontramos para las muestra deformadas a 80% y envejecidas a 250°C,
presentando una resistencia a la tracción de 193 MPa, y 15% de elongación; siendo ésta
una buena combinación de propiedades en las aleaciones de aluminio de uso comercial.
En todas las muestras se pueden observar fases precipitadas de Mg2Si. que son las que
producen el endurecimiento, pero también se distinguen partículas muy finas que podrían
ser inclusiones, fase intermetálicas y/o ligeros precipitados, que podrían ser los
responsables de los altos y bajos que presentan la dureza y algunas propiedades mecánicas
respecto al tiempo y temperatura, durante el tratamiento térmico.
Description
How the parameters of aging treatments influence, under different degrees of cold
deformation, on the mechanical properties of hardness and traction, in aluminum alloys
AA: 6063, in order to choose the parameters that provide a combination adequate of
these properties was investigated.
All specimens were made from ½ "(12.50 mm thick) x 1.06 m x 3.00 m plate standard
flat. For the hardness test, parallelepipeds of 10 x 20mmx30mm were used, and for the
tensile tests, samples were made according to the ASTM E 8M-95ª standard. The
experiments applied to all the samples followed the sequence: 1) Solubility treatment.
(580 °C), 2) Cold deformation process (reduction of area: 30% -60% -80%), 3)
Application of artificial aging treatments in the temperature range: 150-250-350-450 ° C,
and with holding times: 1- 10-30-60-90-120 min. The thermal treatments were carried out
in the digital muffle furnace, and the area reduction in a laboratory roller laminator. The
hardness was measured on the Vickers scale (HV) and the tensile tests were carried out
on a 10-ton Universal INSTRON traction machine. The microscopy assays were
performed at optical level, using the ZEISS microscope.
It was found that the artificial aging produces a very pronounced hardness increase in a
very short time (1 min), to then vary moderately, according to the parameters of time and
temperature. The maximum hardness values were: For 30% reduction: 92 HV [150 ° C-
120 min]; For 60%: 95 HV [150 ° C- 120 min]. For 80%: 100.7 HV [150 ° C- 120 min],
show: that an increase in deformation, together with a low temperature and greater aging
time, are the conditions that give the highest hardness values. Regarding the mechanical
properties, the optimum condition is found for the samples deformed at 80% and aged at
250 ° C, presenting a tensile strength of 193 MPa, and 15% elongation; This being a good
combination of properties in aluminum alloys for commercial use.
In all samples, precipitated phases of Mg2Si can be observed. which are those that produce
the hardening, but also very fine particles are distinguished that could be inclusions,
intermetallic phase and / or light precipitates, which could be responsible for the highs
and lows that have the hardness and some mechanical properties with respect to time and
temperature, during the heat treatment.
Keywords
Aleaciones de aluminio