Influência do Cu, Si e Ni e parâmetros térmicos de solidificação sobre as propriedades mecânicas e microestrutura em ligas hipoeutéticas à base de Al

Resumo

O objetivo do trabalho é realizar uma investigação experimental dos efeitos dos solutos na microestrutura e propriedades mecânicas na solidificação unidirecional ascendente de ligas binárias hipoeutéticas de alumínio em condições transientes de extração de calor. Bem como, gerar modelos matemáticos empíricos para contribuir com o desenvolvimento dos processos de solidificação e de seus produtos.  Utilizando-se uma metodologia quantitativa, experimental e laboratorial, foram plotadas as curvas de resfriamento, as quais permitiram extrair os parâmetros térmicos como taxa de resfriamento, velocidade de solidificação, gradiente térmico e tempo de solidificação local. A liga Al-Cu possui maior condutividade térmica, logo apresentou resultados experimentais superiores de parâmetros térmicos quando comparada com as ligas Al-Si e Al-Ni. Foram determinadas, também, leis experimentais de desenvolvimento microestrutural associando os espaçamentos dendríticos com as posições dos termopares, microdureza e módulo de elasticidade. Inferindo-se, assim, a dependência da microdureza com os espaçamentos dendríticos primários e solutos. Em contrapartida, os espaçamentos entre os braços primários parecem não afetar os módulos de elasticidade. Por outro lado, houve um aumento considerável nos valores do módulo de elasticidade com a liga Al-5% em peso de Ni, cerca de 120% em relação à liga Al-5% em peso de Cu e 18% sobre a liga Al-5% em peso de Si.