Simulación de autómata celular y validación experimental de la transformación eutéctica durante la solidificación de aleaciones de Al-Si

Resumen La morfología del silicio eutéctico en la microestructura de solidificación es crítica para el rendimiento de las aleaciones a base de Al-Si. Simular la formación de la fase Si eutéctica ha sido un desafío en el diseño y fabricación basados en ICME (ingeniería de materiales computacionales integrada) de productos de solidificación de aleaciones a base de Al-Si. En este estudio, extendimos nuestro modelo de autómata celular (CA) tridimensional (3-D) anterior para el crecimiento dendrítico de α-Al para incluir la transformación eutéctica (α-Al + Si) en dominios de multidenríticos, proporcionando una simulación completa de solidificación de aleaciones a base de Al-Si de importancia crítica. Los resultados cuantitativos de la fase Si en la microestructura eutéctica se validaron experimentalmente utilizando microscopía electrónica de barrido y técnicas de grabado profundo. Los resultados de la simulación muestran una buena concordancia con las observaciones experimentales y los cálculos del modelo de Scheil y la regla de palanca. Este modelo CA 3-D es útil para predecir y optimizar la microestructura de solidificación, incluyendo la transformación eutéctica durante el procesamiento de solidificación como fundición, potencialmente soldadura y manufactura aditiva.