Convecção natural e parâmetros térmicos atuando na microssegregação de ligas Al-Cu durante a solidificação em regime transitório

• Processo: 12/16483-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2012
• Data de Término da vigência: 03 de abril de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: Pedro Deghaid Pereira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Convecção atmosférica Microestruturas Ligas Solidificação Gravidade Experimentação Microscopia eletrônica de varredura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: convecção natural | ligas Al-Cu | Mev | microestrutura | microssegregação | Solidificação de Metais e Ligas

Resumo

O fluxo de metal líquido é um dos fatores essenciais de controle durante a solidificação que pode impactar na estrutura final formada. O fluxo de metal líquido não cessa no final da etapa de vazamento e mantém-se presente no volume de metal líquido especialmente nos canais interdendríticos/intercelulares e nas regiões onde a temperatura de transformação não foi atingida. O escoamento do metal pode ser estimulado pela presença de gradientes de temperatura e concentração, podendo interferir nos perfis de soluto próximos à fronteira sólido/líquido ou entre as ramificações microestruturais. Para o caso de solidificação de ligas monofásicas em condições de equilíbrio, a concentração de soluto no sólido na interface líquido/sólido é diferente da concentração de soluto no líquido adjacente, o que resume o conceito de microssegregação. Baseado na escala de interesse para avaliar segregação, esta pode ser classificada em dois tipos: macrossegregação (longo alcance) e microssegregação (curto alcance). A microssegregação refere-se às diferenças de composições estabelecidas em nível microscópico (ou seja, contornos de grão, regiões intercelulares ou regiões interdendríticas) ao passo que a macrossegregação ocorre segundo a escala do próprio componente fundido. Ambas as escalas de heterogeneidades composicionais mencionadas são fatores importantes limitantes das propriedades finais e desempenho em serviço de produtos metálicos fabricados por processo de fusão. Em aplicações automotivas, por exemplo, a qualidade de blocos de motores, por exemplo, é dependente não somente das microestruturas como também da homogeneidade das estruturas de grãos. A presente proposta inclui a realização de experimentos de solidificação direcional ascendente e descendente, no intuito de melhor compreender a evolução da microssegregação de ligas hipoeutéticas Al-Cu contra a favor da força de gravidade. Duas composições foram selecionadas: 6%Cu e 10%Cu. O uso destes dispositivos baseia-se na indução ou não de correntes convectivas durante a solidificação sob condições transitórias de extração de calor. O dispositivo ascendente minimiza a convecção natural ao passo que o sistema descendente incrementa a ação convectiva no metal líquido.