Precipitados estables η

En general, se puede considerar que el aumento de tamaño de los precipitados de transición η’ frecuentemente provoca un cambio en la estructura de estos precipitados, transformándose progresivamente en la fase de equilibrio estable η, lo que provoca una pérdida total de

coherencia con la matriz. Características

Aunque estos precipitados  sean de mayor tamaño que las zonas GP y los precipitados de transición y por tanto sea más fácil determinar sus características, han sido menos estudiados que los anteriores, dada su menor importancia desde el punto de vista industrial.

Constitución y composición

En general, se considera que los precipitados η (MgZn2), que constituyen la fase de equilibrio para la mayor parte de estas aleaciones, son fases de Laves [MON76, por ejemplo].

En general, en las medidas realizadas en estos precipitados la proporción de Zn y Mg está muy próxima a la estequiométrica [HAN02, MAL99, MAL01]. No obstante, como sucedía en los precipitados de transición ’, la composición de los precipitados de equilibrio 

también está sujeta a discusión, estando en muchos casos asociada a la composición de los precipitados ’ y al cambio en dicha composición que se produce durante la evolución de los mismos [STI99, MAL99, DES01]. Diversos autores [HAN04, HAN02, WOL01, MON76, por ejemplo] han referido proporciones diferentes de Zn y Mg dependiendo de la composición de la aleación [BRE91], del tiempo de maduración, del precipitado concreto que se esté analizando [STI99] o de la zona del mismo (centro o periferia) en la que se mida [ENG02], llegando incluso, en algún caso, a encontrar más Mg que Zn [WAR92].

En este sentido, diversos autores [BRE91, STA74] prefieren utilizar una formula más general del tipo Mg(Zn,Cu,Al)2, en vez de la clásica MgZn2. En estos casos, en general, se ha

observado una disminución del contenido en aluminio al hacerse más grandes los precipitados [DES01, HAN02, MAL99].

Coherencia

La fase  tiene fronteras incoherentes con la matriz de aluminio [LOF83, MON76, por

ejemplo]. Admitiendo que los precipitados estables  pudieran tener la misma o muy similar composición que los precipitados de transición ’ (lo cual parece deducirse de algunas referencias bibliográficas) la diferencia entre ellos (’ y ) sería únicamente la incoherencia que presentan los precipitados estables respecto a la semicoherencia de los precipitados de transición.

Estructura

Normalmente, se considera que la fase  (MgZn2) tiene una estructura hexagonal con los siguientes parámetros de red [MON76, ZAH81, GJO70, EMB65, THA68, LOF83, DEG80 entre otros]:

a = (0.515 – 0.523) nm c = (0.848 – 0.862) nm.

Dependiendo de la orientación de los precipitados de esta fase respecto de la red del aluminio se han identificado (Tabla 1-2) varios tipos de precipitados  [MON76, THA68, GJO70, EMB65, DEG80]:

Tabla 1-2. Orientación cristalográfica de distintos tipos de precipitados  respecto a la red

de la matriz de aluminio.

Variante Relación cristalográfica Forma Referencia 1 (00.1)// (110)Al (10.0)// (001)a placa MON76 2 (00.1)// (111)Al (10.0)// (110)a placa MON76 3 (00.1)// (111)Al(11.0)// (110) placa MON76 4 (00.1)// (110)Al 1 2 .0)// (111) barra THA68 5 (30.2)// (110)Al(12.0)// (111)Al barra THA68 6 (20.1)// (112)Al (12.0)// (111)Al barra THA68 7 (10.4)// (110)Al (12.0)// (111)Al barra THA68 8 (00.1)// (311)Al (12.0)// (112)Al barra GJO70 9 (00.1)// (110)A l(12.0)// (001)Al listón EMB65 10 (00.1)// (111)Al(11.0)// (134)Al

A-C, en DEG80 11 (00.1)// (110)Al(10.0)// (111)Al DEG80

En algunos casos no ha sido posible relacionar la presencia de las reflexiones obtenidas en los diagramas de difracción de electrones, que permiten reconocer la existencia de un tipo de precipitado, con una forma concreta de partícula (Tabla 1-2). En este sentido en un artículo relativamente reciente [DES98b] se ha apreciado una orientación diferente de las once anteriores que pudiera indicar la posible presencia de otra variante de los precipitados . De todos estos tipos de precipitados  lo más habitual es encontrar únicamente las variantes 1, 2, y 4. (Figura 1-35). La presencia de otros tipos de precipitados  es mucho más rara y suele estar asociada con dislocaciones, bordes de grano, dispersoides, etc. [HON81, GJO70, DEG80, ZAH81, VIA99, DOI75, entre otros].

Formación

Las abundantes variantes de los precipitados estables  podría sugerir que no todos los tipos de estos precipitados  deberían provenir del único tipo de precipitado de transición ’ que contempla, en general, la bibliografía. Sin embargo, se considera normalmente que la

precipitación de los distintos tipos de precipitados estables va precedida por la formación precipitados de transición ’. Igualmente, también se admite, generalmente, que los

precipitados  se pueden formar directamente en la solución sólida [NIC59, THA68, EMB65, UNW69, RYU75, ZAH81].

En general, se han propuestos diversos procesos de precipitación para la formación de los precipitados estables , que, en muchos casos, enlazan con los de los precipitados de transición ’, y que se pueden resumir en los siguientes:

 Formación de los precipitados estables  por transformación de los precipitados de transición η’, independientemente del proceso de formación de éstos [RYU75, THA68, entre otros].

 Nucleación homogénea de η, directamente a partir de la solución sólida, que

normalmente da lugar a una estructura basta con un número reducido de precipitados [INO81, ZAH81, entre otros].

 Nucleación heterogénea en bordes de grano, dislocaciones, etc. Este tipo de

precipitación se produce rápidamente en tiempos muy cortos [BER00, WAT01, entre otros].

Las características generales de la formación de los tipos de precipitados η más comunes (1, 2, y 4) son las siguientes:

Figura 1-35. Principales relaciones de orientación de los precipitados hexagonales 1, 2, 3 y 4 con la red del aluminio [DEG80].

 Variante η1.

Se presenta habitualmente en forma de placas sobre los planos {100} [GJO70,

THA68], por lo que se puede decir que tienen el mismo plano de hábito que las zonas GP(I).

o Se pueden formar en maduraciones, tanto directas (enfriamiento de solución hasta la temperatura de maduración) como indirectas, a temperaturas

superiores a 130 ºC [DEG80, GJO70]. En general, se considera que este tipo de precipitados son menos frecuentes que los de la variedad 2. No obstante, cuando los precipitados estables coexisten con una mayoría de precipitados de transición η’, y, especialmente, cuando la temperatura de maduración es superior a 150 ºC, este tipo de precipitado estable es más abundante que la variante η2 [ZAH81, GJO70], tal vez debido a que los precipitados η1 se puede formar simultáneamente con las fases metaestables [ZAH81]. También se ha observado este tipo de precipitado 1 en enfriamientos lentos, pero no en gran cantidad [THA68].

o Los precipitados 1 también se nuclean heterogéneamente en dislocaciones o bordes de grano [THA68, RYU75]. Algún autor considera que es el tipo más común en los bordes de grano [RYU75].

 Variante η2.

Este tipo de precipitado estable es el más abundante. Suelen presentarse en forma de placas y tienen el mismo plano de hábito {111} que los precipitados de transición ’ [GJO70, THA68, RYU75, DEG80] y las zonas GP(II). Se dan en las condiciones de maduración normales, es decir, con tiempos y temperaturas de maduración no muy elevadas, incluso por encima de la temperatura de solvus de las zonas GP(I). Pueden aparecer por:

o Transformación (o coalescencia) de los precipitados de transición ’

[LYM76] al alcanzar estos precipitados un determinado tamaño [GJO70], tanto si los precipitados ’ se han formado a partir de las zonas GP(I) [ZAH81] o de los cluster ricos en vacantes (VRC) existentes en los enfriamientos directos a la temperatura de maduración (por encima de 100 ºC) [RYU75].

o Por nucleación en bordes de grano [DES98, PAR86], dispersoides [DES98, DES98b] o dislocaciones [DEG80, RYU75, DES99, DES99d], obteniéndose en ese caso precipitados groseros, en poca cantidad y heterogéneamente repartidos.

 Variante η4.

Como los precipitados 2, el tipo 4 se forman en maduraciones normales, tanto en la matriz como, especialmente, en los bordes de grano o dislocaciones [ZAH81,

RYU75], aunque son menos frecuentes que los precipitados 2 o 1 [DEG80]. Asimismo, este tipo de precipitados 4 también descansan en los planos {111} [GJO70, THA68].