Investigación

 

Fabricación y caracterización de materiales compuestos de matriz metálica Al-Cu y Al-Mg reforzados con partículas de TiC

 

A. Contreras^a y E. Bedolla^b

 

^a Instituto Mexicano del Petróleo, Programa de Investigación y Desarrollo de Ductos. Eje Central Lázaro Cárdenas # 152, San Bartolo Atepehuacan, 07730, México D.F., Tel. 01(55)9175-6414, Fax: (55)9175-6429 e-mail: acontrer@imp.mx.

^b Instituto de Investigaciones Metalúrgicas, U.M.S.N.H., Apartado Postal 52B, Morelia, Mich., 58000, México.

 

Recibido el 5 de noviembre de 2003.
Aceptado el 23 de marzo de 2004.

 

Resumen

En este trabajo se llevaron a cabo la fabricación y la caracterización de materiales compuestos de matriz metálica de Al-Cu y Al-Mg reforzados con partículas de TiC. Se infiltraron preformados con 56 % de densificación por la técnica de infiltración por capilaridad sin presión externa. Las infiltraciones de las aleaciones de aluminio se realizaron en un analizador termogravimérico (TGA) variando el contenido de Cu y Mg, comparado con la infiltración de aluminio puro. La velocidad de infiltración en las aleaciones AlMg_x se incrementa al incrementar el contenido de Mg. Por el contrario, la velocidad de infiltración de aleaciones AlCu_x fue mayor al decrecer el contenido de cobre. La velocidad de infiltración se incrementó con la temperatura para ambos sistemas. Comparando la velocidad de infiltración en ambos sistemas a 900°C, la velocidad de infiltración fue mayor para las aleaciones AlCu_x que para las aleaciones AlMg_x, siendo mayor la velocidad de infiltración para el Mg puro que para las aleaciones AlMg_x, pero nunca fue mayor que la velocidad de infiltración del Al puro. Estudios de difracción de rayos X en los compuestos AlCu_x/TiC revelan la formación de la fase CuAl₂, incrementándose la cantidad de esta fase a medida que el contenido de cobre se incrementa. Para los compuestos AlMg_x/TiC no se detectó la formación de nuevas fases.

Descriptores: Compositos; TiC; aleaciones Al-Mg; aleaciones Al-Cu; infiltración.

 

Abstract

The pressureless melt infiltration of Al-Cu and Al-Mg alloys into particulate 56 vol. % TiC preforms was studied. The infiltration of aluminum alloys varying the Mg and Cu content was compared with the infiltration rate of pure aluminum and were carried out in a thermogravimetric analyzer. It was found that the infiltration rate of Al-Mg_x increases as the magnesium content increases. On the contrary, infiltration rate of Al-Cu_x increases with decreasing copper content. For both systems the higher the temperature the faster the infiltration rate. Comparing the results at the infiltration temperature of 900°C, the infiltration rate was greater with the Al-Cu_x alloys than Al-Mg_x alloys, but never was greater than pure Al. Moreover, the infiltration of pure magnesium into the preforms was faster than the Al-Mg_x alloys. XRD studies of composites containing copper confirmed the formation of CuAl₂ phase, the amount increasing with the Cu content in the composites. For the AlMg_x matrix composites, no reaction phase was detected.

Keywords: Composites; TiC; Al-Mg alloys; Al-Cu alloys; infiltration.

 

PACS: 81.05.Mh; Ni; Pj; Qk

 

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Agradecimientos

A. Contreras agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el apoyo recibido a través de la beca recibida para realizar los estudios de doctorado en la Facultad de Química de la UNAM. Así como también agradece el apoyo recibido de la dirección general de estudios de postgrado (DGEP) y de los proyectos de apoyo a estudios de postgrado (PAEP) clave 207306 de la U.N.A.M. Se agradece también el apoyo recibido a través de la CIC-UMSNH y las facilidades recibidas por parte del IIM-UMSNH.

 

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