Efeito das variáveis térmicas de solidificação e dos elementos de liga na microestrutura e nos comportamentos mecânico e elétrico de ligas de alumínio
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2022
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CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.
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Resumo
O conhecimento sobre os comportamentos mecânico e elétrico de ligas de alumínio é
imprescindível para a seleção adequada do material para aplicações específicas de engenharia. As
ligas alumínio-zinco e alumínio-cobre fazem parte das ligas de alumínio de elevada resistência
mecânica. Neste trabalho, além do cobre e zinco como elementos de liga para o alumínio, foram
considerados elementos como o silício e o lítio, com destaque para este último que requer maior
cuidado durante o processo de solidificação em função da sua volatilidade. O objetivo deste
trabalho é analisar a influência das variáveis térmicas de solidificação e de elementos de liga na
microestrutura, nas propriedades mecânicas e no comportamento elétrico de ligas de alumínio. As
ligas estudadas foram Al-6%Zn, Al-3%Cu-1%Li, Al-10%Si-2%Cu e Al-10%Si-5%Cu, com percentuais
em massa. Elas foram solidificadas em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. O
calor foi extraído direcionalmente através de refrigeração à água em uma base de aço ABNT 1020.
As microestruturas foram analisadas através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de
varredura. As variáveis térmicas de solidificação velocidade de deslocamento da isoterma liquidus
(VL) e taxa de resfriamento (TR) foram avaliadas em função da distância da superfície de extração
de calor. A resistência mecânica obtida por ensaio de tração e a dureza foram medidas nas
posições dos termopares do lingote. De forma específica, utilizou-se um difusor de argônio na
lingoteira para minimizar a perda de lítio na liga Al-Cu-Li durante a solidificação. Como resultado
observou-se que maiores taxas de resfriamento apresentam microestruturas mais refinadas com
maiores valores de resistência mecânica e praticamente sem influência na dureza resultante das
ligas. Por exemplo, a liga Al-6%Zn apresentou valores de limite de resistência à tração variando de
80 a 92 MPa; já a dureza ficou na média de 70 HB, o que possibilitou notar a maior influência do
campo elástico nos resultados de ensaio de tração. Por meio de ensaio de condutividade elétrica,
notou-se que as variáveis térmicas e a microestrutura resultante não influenciam na condutividade
e resistividade elétrica das ligas estudadas. Em termos de composição química, os resultados
demonstraram que a adição de elementos de liga eleva a resistência mecânica, dureza e
resistividade elétrica das ligas de alumínio estudadas. Tecnologicamente, um ponto interessante é
que a liga Al-3%Cu-1%Li apresentou valor de limite de resistência à tração de até 260 MPa, que é
superior ao valor de 200 MPa apresentado pela mais resistente das outras três ligas estudadas: a Al-10%Si-5%Cu; porém com pequena diferença de condutividade elétrica a 20 °C, a liga com lítio
apresenta valor médio de 24,5 %I.A.C.S. e a liga Al-10%Si-5%Cu, 26,8 %I.A.C.S.
Como referenciar
SANTOS, G.A.; TERAM, R.; NASCIMENTO, M.S.; PIMENIDIS, J.A.; FRANCO, A.T.; ZURLO, M.N.; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; COUTO, A.A. Efeito das variáveis térmicas de solidificação e dos elementos de liga na microestrutura e nos comportamentos mecânico e elétrico de ligas de alumínio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33735. Acesso em: 07 Jul 2024.
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