Estudo da solidificação de ligas de alumínio conformadas por spray

Resumo

As ligas de alumínio processadas por fundição usualmente possuem como elementos de liga a presença de silício, cobre e magnésio; o primeiro garante boas propriedades de fluidez à liga, enquanto os dois últimos garantem a possibilidade de se endurecer o material através de tratamentos térmicos posteriores. A conformação por spray aplicada a essas ligas tem sido proposta por nosso grupo de pesquisa para reciclagem das mesmas no sentido de agregar valor ao material; uma vez assim processadas as mesmas podem ser conformadas mecanicamente, o que aumenta o leque de possibilidade para utilização além da própria indústria de fundição, em produtos de maior valor agregado e que demandam alumínio puro para sua produção, de alto custo energético. Desta forma, a conformação por spray tem sido uma rota de processamento promissora, visto que, mesmo possuindo elementos contaminantes oriundos do processamento anterior, o refino microestrutural produzido garante que se produzam ligas com elevadas propriedades mecânicas. Dentro deste assunto, um dos principais temas ainda em discussão na comunidade científica é a forma como se dá a solidificação de ligas metálicas conformadas por spray. Nesse sentido, recentemente nosso grupo de pesquisa publicou um artigo: Zepon, G.; Ellendt, N.; Bolfarini, C. Solidification Sequence of Spray-Formed Steels. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science, v. 47, n. 2, p. 842-851, 2016, que representa uma nova ideia sobre os mecanismos de solidificação prevalentes no processo. No entanto, esse artigo foi baseado em experimentos com aços. No projeto ora sendo proposto, o objetivo é estudar a solidificação de ligas de alumínio conformadas por spray. Para isso, serão produzidos três depósitos de sistemas gradualmente mais complexos, a saber, Al-6,0%Si, Al-6,0%Si-3,0%Cu e Al-6,0%Si-3,0%Cu-1,0%Fe. A composição Al-6,0%Si-3,0%Cu-1,0%Fe é a base de uma das principais ligas de fundição utilizadas na indústria automotiva, a A319, e junto com outra liga de composição similar, com teor de Si em torno de 9%, representa mais do que 80% das ligas de alumínio utilizadas em fundição. As ferramentas utilizadas serão, principalmente, análise microestrutural das fases formadas (microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura), assim como simulação termodinâmica, afim de se checar aspectos como estabilidade de fases, coeficiente de partição de cada um dos sistemas e quantidade de fases presentes em um sistema em equilíbrio. Esse projeto se enquadra em nosso projeto FAPESP Temático Processo n. 2013/05987-8:Processamento e Caracterização de ligas metálicas amorfas, metaestáveis e nano-estruturadas, no item de Reciclagem de ligas de alumínio.