Reofundição de novas ligas alumínio-titânio

Resumo

O processamento de ligas metálicas no estado semissólido, (SSM ou S2P), nada mais é do que conformação de materiais no estado pastoso. Dentre os principais processos destacam-se a reofundição e a tixoconformação, que competem com a tecnologia de fundição sob pressão (injeção em molde permanente) e com as operações de forjamento à quente (em matriz aberta ou fechada). Comercialmente processam-se ligas metálicas do sistema Al-Si e Mg-Al, comuns à industria de fundição que, no entanto, possuem propriedades mecânicas limitadas. Para as ligas Al-Si o reo-processamento é realizado com a injeção sob pressão de uma mistura composta por partículas sólidas de Al-alfa imersas em líquido, que possui composição próxima ao eutético Al-Si. O presente projeto busca aprimorar o desenvolvimento de novas ligas, assim como seu método de processamento, de tal forma a obter-se peças estruturais com alto desempenho, via processamento por reofundição. Serão produzidas, processadas e caracterizadas ligas Al-Ti-Mg com vistas à aplicação na fabricação de peças com geometria complexa para a indústria eletro eletrônica, tais como dissipadores de calor e antenas. Também serão testadas ligas Al-Ti-(Zn-Cu-Mg) análogas à ligas 2024, 5056 e 7075, para aplicações no setor metal-mecânico, objetivando-se peças estruturais com alta resistência mecânica. Trata-se de ligas com o dobro de resistência mecânica das ligas Al-Si. As composições em teste foram objeto de desenvolvimento com técnicas de simulação termodinâmica via Calphad. Para ambos os casos a massa em conformação será formada por uma mistura de partículas sólidas de TiAl3, enriquecida com sólido Al-alfa, que por sua vez será formado utilizando-se de técnica análoga ao processamento GISS, (Gas Induced Semi-Solid), em um meio líquido constituído majoritariamente por Al. Ligas metálicas com tais composições não são processadas por injeção sob pressão devido à incorporação de gases durante o processamento, assim como devido à alta contração gerada pela transformação sólido liquido, o que conduz à formação de porosidades e trincas de contração respectivamente. Somente o processamento no estado semissólido pode sanar ambos problemas. Além das características reológicas, que determinam as condições de processamento, ainda serão avaliadas as propriedades mecânicas dos produtos, e características específicas, tais como condutibilidade térmica e elétrica, resistência à corrosão, etc. Tratamentos térmicos de otimização destas propriedades também serão avaliados. (AU)