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B. Engenharias - 1. Engenharia - 4. Engenharia de Materiais e Metalúrgica

ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO PARA BOBINAS SUBMETIDAS A ENVELHECIMENTO ARTIFICIAL.

Ulysses Rodrigues dos Prazeres 1 (ulysses@ufpa.br), Francisco Andrey Jucá Cavalcante 1, Washington Luis Reis Santos 1, Jonhyson Pereira Feitosa 1 e José Maria do Vale Quaresma 1

(1. Depto. Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Pará, UFPA)

INTRODUÇÃO: Nas ligas da série 6XXX o magnésio e o silício combinam-se para formar o composto intermetálico Mg2Si, que antes de atingir o equilíbrio no superenvelhecimento, é o responsável pelo endurecimento dessas ligas. O tratamento de envelhecimento artificial controlado permite a precipitação de fases a partir de uma solução sólida. Isso favorece a formação de precipitados finos e uniformemente distribuídos, que acarretam um substancial aumento na dureza do material. Em temperaturas de envelhecimento da ordem de 150 a 200ºC, a precipitação nestas ligas tem uma cinética relativamente rápida. O processo inicia-se através da formação de aglomerados (clusters) de átomos de silício, uma vez que a solubilidade do silício no alumínio é menor do que a do magnésio. Com base nestas afirmações é que entendemos a importância de avaliar o comportamento de vergalhões e fios da liga 6101, quanto ao envelhecimento artificial, a 150°C ao longo de cinco horas de tratamento, tendo como referência o limite de resistência à tração (LRT) e o alongamento percentual (δ%).

METODOLOGIA: Coletaram-se amostras, provenientes do processo de lingotamento contínuo rotativo, em forma de vergalhões (Ф = 9 mm) e fios trefilados (Ф = 3,59 mm) de duas corridas (vazamentos) diferentes: Bobina e espula 1 e bobina e espula 2, registrando-se a composição química via espectrômetro de massa, que foram preparadas de acordo com a norma ABNT – NBR - 6810 para ensaios de tração, e em seguida submetidas ao tratamento térmico por 5h à 150ºC, sendo que a cada hora foi retirado um lote de amostras de fios e vergalhões a fim de se obter resposta ao tratamento térmico sofrido pelo material. Os dados obtidos após os ensaios de tração foram tratados de modo a poder-se comparar o comportamento mecânico de vergalhões e fios, ao longo do processo de tratamento térmico, e assim comparar as respostas entre duas corridas diferentes originárias de dois fornos diferentes, com composições químicas distintas, para os dois produtos. Espera-se o indicativo do melhor tempo de tratamento, para a temperatura estudada, que irá incrementar as propriedades mecânicas do material analisado.

RESULTADOS: Observa-se que para o vergalhão (Ф= 9 mm, bobina 1 - Tratamento - T4B), as análises dos resultados indicam o seguinte comportamento, à medida que cresce o LRT o δ% diminui. Entretanto, há uma indicação de uma pequena recuperação na ductilidade para o tempo entre 3 a 4 horas sem afetar o crescimento do LRT, o mesmo se observa para a bobina 2, no qual a indicação de uma pequena recuperação na ductilidade para o tempo de envelhecimento entre 4 e 5 horas sem afetar o crescimento do LRT. Para o fio (Ф = 3,59 mm, bobina 2 - Tratamento - T4B), observa-se que: à medida que se tem aumento do LRT, cresce também a ductilidade. Neste caso existe uma indicação de redução no LRT com a consequente redução na ductilidade, para o tempo entre 3 e 4 horas, observa-se o mesmo para a bobina 2, à medida que cresce o LRT cresce também o δ%, particularmente, neste caso, existe uma indicação de redução no LRT sem a consequente diminuição da ductilidade para o tempo entre 3 e 5 horas. As fotomicografias das fraturas para o (Ф = 3,59 mm), dos diferentes tempos de tratamento, obtidas com auxilio do MEV, nos permite ter noção de como o soluto se distribui na matriz alumínio quando submetida a envelhecimento artificial a temperatura a 150°C.

CONCLUSÕES: Percebemos que de forma geral a liga estudada apresenta elevada suscetibilidade ao envelhecimento, com ganho potencial de resistência a tração para ambos os diâmetros, contudo notamos que para o (Ф = 9 mm) o aumento do LRT esta associada a uma queda na capacidade de se deformar no qual observa-se um ganho progressivo com o tempo de tratamento térmico, já para o (Ф = 3,59 mm) o acréscimo do limite de resistência à tração esta associado a um aumento do alongamento percentual, no qual tem seu melhor resultado associado à terceira hora. Nota-se que a perda na capacidade de se deformar esta atrelada ao envelhecimento da liga, associada a preciptação de Mg2Si, portanto recomenda-se que o vergalhão não seja estocado por um longo período.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave:  Envelhecimento Artificial; Precipitação; Corridas.

Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005