Determinación de la cinética de crecimiento de grano durante la solidificación de una aleación eutéctica Al-Cu

espanolEn este trabajo se aplica una metodologia para describir cuantitativamente el crecimiento del grano durante la solidificacion de una aleacion de Al-Cu con composicion cercana a la eutectica, utilizando curvas de enfriamiento, densidad de granos por unidad de volumen y datos de evolucion de la fraccion solida. La metodologia supone el libra crecimiento del grano y una dependencia exponencial de la velocidad de crecimiento de los granos con respecto al subenfriamiento. La informacion recopilada se procesa numericamente con el fin de encontrar los valores numericos de los parametros pre-exponencial y exponencial que caracterizan la cinetica de crecimiento de grano en funcion del subenfriamiento. La evolucion de la fraccion solida en la muestra durante la solidificacion se determina aplicando el analisis termico de Fourier (FTA) asi como el metodo de analisis termico de Newton (NTA), con el fin de comparar sus mediciones. La densidad de granos por unidad de volumen se obtiene utilizando metodos metalograficos. Todos los parametros obtenidos fueron alimentados en un modelo mecanistico elaborado como parte de este trabajo para validad la metodologia. Se encontro una buena concordancia entre los datos experimentales y las curvas de enfriamiento simuladas, sugiriendo que esta metodologia podria ser utilizada para generar informacion util necesaria para simular la solidificacion eutectica. El metodo de NTA es menos eficaz que el metodo de FTA para obtener los parametros de crecimiento, pero su simplicidad justifica su uso como una primera aproximacion. EnglishIn this work a methodology is applied to describe quantitatively grain growth during solidification of a near eutectic Al-Cu alloy using cooling curves, volume grain density and solid fraction evolution data. The methodology assumes free grain growth before impingement and an exponential dependence of the grain growth rate on undercooling. Information collected is processed numerically in order to find numerical values for the pre-exponential and exponential parameters that characterize the grain growth kinetics as a function of undercooling. The evolution of solid fraction in the sample during solidification is determined by applying the Fourier (FTA) and the Newton (NTA) thermal analysis methods in order to compare their performances. The volume grain density is obtained using metallographic methods. All the obtained parameters were feed into a mechanistic model, elaborated as a part of this work, to validate the methodology. It was found a relatively good agreement between the experimental and the predicted cooling curves, which suggest that this methodology could be used to generate useful information needed to simulate eutectic solidification. NTA method is less effective than FTA method to obtain the growth parameters but its simplicity justifies its use as a first approach.