"Formación de poros en aleaciones de aluminio"

La porosidad que presentan distintos metales y aleaciones fundidas reducen notoriamente las propiedades mecánicas de los materiales. Es por esto que es de suma importancia el conocimiento de las variables experimentales que inducen o inhiben la formación de poros.

Las aleaciones de aluminio fundidas son ampliamente populares en la industria, en términos cuantitativos la producción mundial de aluminio sólo se ve superada por la industria del acero. De las aleaciones de aluminio fundidas cerca del 80% corresponde a aleaciones multicomponentes del tipo Al-Si empleadas en la industria automotriz y aeroespaciales debido a sus buenas propiedades mecánicas, elevada soldabilidad y conductividad térmica, resistencia a la corrosión y excelente fluidez al vaciado.

En este tipo de aleaciones el elemento principal ,Si, forma un euctéctico que se presenta con la morfología acicular que evoluciona a fibrosa mediante la adición de elementos modificadores como el Sr y Na aumentando las propiedades mecánicas del material, específicamente  la elongación .

No obstante el proceso de producción de dicho materiales introduce distintos defectos que reducen significativamente la resistencia a la fatiga y el valor del UTS. Uno de los defectos mas comunes es la porosidad en los metales fundidos, la formación de ella obedece a dos mecanismos: Contracción volumétrica y presencia de burbujas de gas; éstos pueden presentarse de manera aislada o conjunta en el desarrollo de un poro. En el primer caso la variación negativa del volumen debido a la trasformación se compensa por el flujo del metal líquido entre las dendritas, esto debido a la baja presión en la zonas pastosa, lo que combinado a la reducción de temperatura provoca una disminución en la solubilidad de gas en el metal liquido, respecto al segundo caso es de  notar que durante el desarrollo del proceso de solidificación se produce un rechazo del gas desde la interfase sólido/líquido aumentando la concentración de gas en el líquido hasta alcanzar un valor critico donde comienza la nucleación y el crecimiento de los poros.

A pesar de las teorías, observaciones experimentales de metales y aleaciones fundidas evidencian una gran cantidad de poros, lo que se atribuye a una baja  barrera energética para el proceso de nucleación de poros permitiendo que ellos se formen a presiones  cercanas a los valores ambientes, es por esto que actualmente se desarrolla teorías no clásicas que explican este fenómeno.
                                                   
                                                                               Darío Gonzalo Saavedra Contreras
                                                                               Ingeniero Civil Metalúrgico
                                                                               Universidad de Santiago de Chile