60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A contínua busca pela melhoria na qualidade das ligas de alumínio quanto as propriedades mecânicas resultou em modificações em sua composição, dando origem às estruturas hipereutéticas. Uma maneira de obter ligas de alumínio e silício de estrutura hipereutética é a metalurgia convencional de fundição. Porém, esse processo pode resultar na formação e presença de eutéticos e fases primárias de silício grosseiras em conseqüência das baixas velocidades de solidificação. Isso resulta nas características de baixa ductilidade e trabalhabilidade limitada. O silício deve estar preferencialmente presente sob a forma de cristais arredondados e dispersos na liga de alumínio, o que pode ser obtido pelo tratamento de modificação. O refino de grão também é muito importante e tem como principal função diminuir o tamanho dos grãos melhorando suas propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da adição de titânio e sódio no refinamento e modificação de grãos e conseqüentemente nas propriedades mecânicas da liga A390 fundida em molde de areia verde.

METODOLOGIA:

O material utilizado neste trabalho para determinação do efeito do refino de grão nas propriedades mecânicas foi a liga de Al-Si 390 (hipereutética). Foram realizadas duas fundições utilizando a liga citada. A primeira sem acrescentar nenhum tipo de aditivo e a segunda com respectivamente 0,8% e 0,2% de fluxos modificador e refinador de grãos à base de sódio e titânio . Ambas as fusões foram realizadas em um forno de indução ao ar e vazadas em moldes de areia verde. As temperaturas de trabalho e vazamento foram respectivamente 780ºC e 750ºC, controladas por um pirômetro óptico submerso no banho. Os ensaio de tração foram realizados na máquina Qtest com carga constante de 100kg a uma velocidade de 5mm/min. Dos mesmos vazamentos foram cortadas amostras para observação por microscopia óptica e para determinação das medidas de dureza vickers.

RESULTADOS:

Na fundição realizada sem tratamento do metal líquido observou-se uma distribuição irregular e o grande tamanho dos grãos que foram conseqüências dos poucos pontos de nucleação existentes no instante da solidificação e da baixa velocidade de resfriamento, que possibilitou o crescimento exagerados desses grãos, além da presença de dendritas, revelando uma estrutura bastante grosseira que possui propriedades mecânicas inferiores as da estrutura homogênea e refinada resultante da fundição com adições de modificador e refinador de grãos. Os ensaios de dureza e tração revelam um significativo aumento na resistência da liga A390 quando fundida com refino e modificação de grãos. Isso ocorre devido aos contornos de grãos funcionarem como barreiras para a movimentação das discordâncias, ocasionando uma maior estabilidade microestrutural. Um outro aspecto que pode ter contribuído para o aumento da resistência mecânica foi a distribuição mais homogênea das regiões contendo silício, que propicia uma uniformidade dessa resistência.

CONCLUSÕES:

A adição de modificadores e refinadores de grãos no processo de fundição em areia verde resultou no refinamento da microestrutura e na modificação dos grãos, assim como uma distribuição mais homogênea das regiões contendo silício. Em função disso, observou-se valores de dureza 1,4 vezes maiores em relação à liga fundida sem adição desses inoculantes. A resistência máxima à tração também apresentou alteração em seus valores, revelando um aumento de 9% em relação à liga sem refino e modificação. Com isso, observou-se a influência da microestrutura nas propriedades mecânicas da liga A390.

Instituição de fomento: PIBIC Mackenzie

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: fundição, ligas de alumínio, refino e modificação de grãos

E-mail para contato: beatriz.severino@marellicofap.com.br