Efeito do teor de ferro na microestrutura e nas propriedades mecânicas de ligas Al-Si-Cu-Mg variando a taxa de resfriamento

• Autor(a) principal: SILVA, Renato Sergio Melo da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
• Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3064
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA; Liga A356; Ferro; Fundição; Solubilização; Envelhecimento; Taxa de resfriamento; Reciclagem

O alumínio é verdadeiramente o metal da vida moderna. Ligas de alumínio tratáveis termicamente envolvem atualmente um lugar de destaque no setor industrial e com perspectivas ainda maiores de utilização no futuro. A liga A356 é amplamente utilizada nas áreas automotiva, aeroespacial e outras áreas industriais devido às suas excelentes propriedades, incluindo alta resistência, baixa densidade e excelente capacidade de fundição. Visando benefícios em custo de produção, menos consumo de energia e eliminação de danos ambientais associados aos setores de mineração e refino, a reciclagem de ligas de alumínio têm sido muito explorada. Nas ligas de fundição recicladas, o ferro é a principal impureza encontrada e, devido à sua baixa solubilidade no alumínio, sua presença leva a formação de segundas fases, como compostos intermetálicos β - Al5FeSi que se apresentam-se na forma de plaquetas finas e longas (agulhas) que possuem caráter frágil, degradando a resistência e ductilidade da liga, pois atuam como concentradores de tensões. O tamanho das agulhas da fase β - Al5FeSi aumentam quanto maior o teor de ferro na liga e menor a taxa de resfriamento. Assim, o controle ideal da concentração de ferro nas ligas de fundição é essencial. Com o objetivo de avaliar o efeito do teor de ferro na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga A356 foi realizado a fundição da liga contendo em sua composição 1% e 3% de ferro e depois foram tratadas termicamente. A microestrutura após refusão e solidificação apresentou fases intermetálicas com morfologia acicular da composição AlSiMgFe e AlFeSi. Já a microestrutura após tratamento térmico apresentou fases intermetálicas em formas de agulhas de composição β - Al5FeSi. As adições de ferro resultaram na diminuição da taxa de resfriamento. Foi constatado que a medida que o teor de ferro aumenta, verifica-se uma redução na distribuição da fração volumétrica dos precipitados e um aumento no tamanho de grão. Constata-se também que com diferentes taxas de resfriamento, a fração volumétrica se altera, concluindo que quanto maior a taxa de resfriamento, maior a fração volumétrica. A partir da realização do ensaio de microdureza para as amostras pós refusão, foi possível notar um aumento nos valores das ligas com teores de ferro. Os valores de microdureza em relação às taxas de resfriamento utilizadas na têmpera, foram inesperados. A simulação de reciclagem deste trabalho e consequente contaminação do ferro na liga A356 gerou mudanças na sequência de solidificação, possibilitando o surgimento de fases primárias formadas de ferro antes da cristalização dos grãos de alumínio.