Efeito da taxa de solidificação na microestrutura das ligas Al-Si

Referencia Apresentador Autores
(Instituição)
Resumo
IIIn23-001
Matheus Thedy Dorneles Dedavid, B.A.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul); Ferreira, C.F.(Universidade Federal do Rio Grande do Sul); Siqueira, G.R.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Do sul); Holtz, R.M.(PUCRS); Dorneles, M.T.(Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul); O sistema Al-Si (ABNT 3XX.X) é o grupo das ligas de alumínio mais importante para a indústria de fundição, constituindo 85 a 90% de todas as peças fundidas em alumínio e, por isso o mais estudado. O silício confere ao alumínio elevada fundibilidade e melhorias nas propriedades mecânicas. O silício é um dos poucos elementos que não eleva a massa específica da liga, pois usa densidade é menor que a do alumínio. Assim sendo, para entender a evolução da fase eutéticas Al-Si para taxas variadas de resfriamento, ligas binarias com 4, 7, 9 e 12% de silício em massa e baixos teores de ferro, sem nucleantes e modificadores, foram solidificadas em um molde metálico escalonado com seis partes, instrumentado com seis termopares. As taxas de resfriamento obtidas por análise térmica e calculadas pela regra de Chvorinov (*) na região semissólida foram de 810*, 137*, 75*, 42, 32 e 24 K/s. Para todas as ligas solidificadas com taxa de 24 K/s, a microestrutura analisada por microscopia eletrônica de varredura e microanálise por EDS (Energy Dispersive spectroscopy) apresentou cristais poligonais de silício. Para taxas superiores a 75 K/s a microestrutura da liga Al7%Si não apresentou cristal silício, o mesmo ocorrendo para a liga Al12%Si com taxas superiores 137 K/s. Por outro lado, para taxas de 137 K/s a microestrutura das ligas descritas anteriormente, apresentaram grãos formados por uma rede dendrítica, com eutético lamelar no contorno de grão e precipitados pequenos de ?- AlFeSi na forma poligonal. Ligas solidificadas com 810 K/s apresentaram microestrutura composta por grão colunares e silício mesclado na matriz ?-Al. Agulhas ?-AlFeSi foram observadas em todas as microestruturas solidificada com taxas menores que 42 K/s, inclusive para a liga Al4%Si com menor quantidade de ferro (0,36% em massa). Para a liga Al12%Si com a maior quantidade de ferro (0,92% em massa) observou-se que a morfologia do precipitado ?-AlFeSi muda de agulha para poligonal a partir da taxa de 75K/s. A análise das curvas de resfriamentos mostram a evolução do patamar do eutético para cada taxa obtida com o molde escalonado. Para taxas maiores que 75 K/s não foi possível obter informações sobre a formação da fase ?-AlFeSi. Assim, verifica-se que a transferência de calor e massa durante a solidificação irá impor as condições que determinarão à morfologia de crescimento das fases e a formação da microestrutura do material. Para ligas binárias Al-Si, as quais não respondem aos tratamentos térmicos de precipitação, taxas elevadas de extração de calor pode favorecer a homogeneidade da microestrutura.
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