Desenvolvimento de um sistema experimental para o processamento semissólido e caracterização microestrutural e mecânica da liga Al-4,5CU-0,5Cr

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Leopoldo, Roges de Mari
• Orientador(a): Barcellos, Vinicius Karlinski de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ligas de alumínio; Fundição; Equipamento de ensaios
• Palavras-chave em Inglês: Aluminium alloy Al-4,5Cu-0,5Cr; Semi-solid rheocasting; Rheocasting furnace
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/291713

A otimização das propriedades mecânicas de ligas metálicas por meio de técnicas avançadas de fabricação é um tema amplamente explorado na ciência dos materiais. Neste trabalho foi desenvolvido um forno especial do tipo resistivo, equipado com um sistema de agitação mecânica promovido por uma haste giratória, para processar a liga de alumínio Al-4,5Cu-0,5Cr (porcentual em massa), através do do método de fabricação por fundição no estado semissólido conhecido como Semi solid Rheocasting, com o objetivo de modificar a microestrutura do material para melhorar propriedades como ductilidade e tenacidade. Foram feitas 4 séries de ensaios, desses, 3 foram processados por reofundição, onde se variou o tempo de agitação em 1, 2 e 4 minutos; mais um ensaio de referência sem agitação mecânica, através da fundição convencional com o resfriamento nas mesmas condições dos processados. A liga processada foi vazada em um molde de aço com seção retangular a temperatura ambiente. Após, as amostras foram usinadas, obtendo-se os corpos de prova para o ensaio de tração, dureza e análise metalográfica. O ensaio de tração revelou uma tendência de aumento da resistência mecânica com o aumento dos tempos de agitação, sendo o maior valor de limite de resistência a tração de 156 MPa e deformação de 4%, para 4 minutos de agitação. No ensaio de dureza Vickers, o valor máximo de dureza medido foi de 62,5 HV para a condição de 4 minutos de agitação. No exame metalográfico, foi notável a modificação da morfologia da fase primária α-Al entre o bruto de fusão e o material processado, em que as partículas da fase sólida passaram de uma estrutura majoritariamente dendrítica para uma globular. Os resultados mostraram um aumento do tamanho da partícula e do fator de forma conforme aumenta o tempo de agitação. O maior tamanho da partícula, acompanhado do maior fator de forma, ocorreu em 4 minutos de agitação, com o tamanho de 4600 μm² e fator de forma de 0,65. Também foi analisado o espaçamento interdendrítico secundário, revelando uma diminuição deste como consequência da agitação mecânica no estado semissólido. Com esses resultados, observou-se que o processamento pelo equipamento contribuiu positivamente na melhora do desempenho da liga.