Ref.: MmePr09-018
Apresentador: Anderson Thadeu Nunes
Autores (Instituição): Nunes, A.T.(Universidade Federal de São Carlos); de Gouveia, G.L.(Universidade Federal de São Carlos); Riva, R.R.(Instituto de Estudos Avançados); Capella, A.G.(Universidade Federal de São Paulo); Spinelli, J.E.(Universidade Federal de São Carlos);
Resumo:
As ligas de Al-Mg-Sc têm sido cada vez mais utilizadas em uma variedade de indústrias devido à sua excelente resistência a danos, resistência mecânica, soldabilidade completa e boa resistência à corrosão, características típicas das ligas 5xxx. Recentemente, ligas Al-Mg-Sc, como as comerciais AA5024 e AA5028 (contendo de 0,1% a 0,4% em peso de Sc), foram desenvolvidas como alternativas de baixa densidade para a AA2024 em chapas de revestimento de fuselagem de aeronaves. A substituição da AA2024 por essas ligas pode resultar em uma redução de peso de até 4% a 5%. Este estudo tem como objetivo processar ligas de Al-3%, -5% e -10% de Mg-0,1% de Sc tanto por solidificação direcional ascendente (SD) quanto por refusão superficial a laser (LSR), seguido pela avaliação das microestruturas, morfologias de fase e dureza Vickers. A SD e a RSL são técnicas complementares de solidificação, permitindo não apenas o mapeamento da microestrutura em relação aos parâmetros térmicos de solidificação, mas também a análise em condições extremas de solidificação considerando superfícies tratadas por RSL, que é eficaz para aumentar a dureza das ligas de Al, refinando a microestrutura da superfície. A RSL foi realizada utilizando um laser de fibra de Yb com proteção de Ar. Foram empregados cálculos termodinâmicos (CALPHAD), microscopia óptica (MO), dureza, análises de MEV/EDS e MET para investigar as fases formadas. As simulações termodinâmicas indicaram a formação das fases secundárias ?-Mg2Al3 e Al3Sc para as três ligas obtidas por Solidificação Direcional (SD). A presença da fase ?-Mg2Al3 foi confirmada por análise de MEV/EDS na liga Al-3%Mg-0,1%Sc, enquanto que a fase precipitada Al3Sc, com dimensões inferiores a 10 nm foi observada por análises de MET convencional e de alta resolução. O tratamento de RSL contribuiu para a solubilização de resíduos de Fe oriundos da matéria-prima, que, em contrapartida, foram observados por MO, por MEV e por MET na forma de precipitados AlFe nos substratos das ligas SD. Essa fase também foi prevista pelas simulações termodinâmicas. Após o tratamento a laser em substratos obtidos por SD, o impacto do aporte térmico do laser na dureza foi analisado, estabelecendo uma correlação significativa entre a microdureza Vickers e o espaçamento celular, especialmente para as ligas Al-3% Mg-0,1% Sc e Al-5% Mg-0,1% Sc. A RSL reduziu significativamente o espaçamento microestrutural das ligas, com uma redução de 18 vezes na liga Al-3% Mg-0,1% Sc e até 45 vezes na liga Al-10% Mg-0,1% Sc quando comparadas amostras SD e RSL. Além disso, as medidas de microdureza Vickers indicaram um aumento de dureza após o tratamento de RSL, especialmente para as ligas Al-3% Mg-0,1% Sc e Al-5% Mg-0,1% Sc, superando as medidas de dureza média dos substratos sem tratamento.