Solidificação e propriedades de ligas Al-Ni, Al-Cu Ni, Al-Cu-Fe e Al-Cu-Fe-Ni com foco na caracterização das fases intermetálicas

• Processo: 23/13255-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: Felipe Escher Saldanha
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Microestruturas Propriedades mecânicas Solidificação Solidificação de metais e ligas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fases intermetálicas | microestrutura | Morfologias | Propriedades mecânicas | Solidificação | Solidificação de metais e ligas

Resumo

Na reciclagem de ligas de Al, é comum ocorrer o acúmulo de impurezas residuais, especialmente Fe, que frequentemente resulta na formação de compostos intermetálicos grosseiros durante o processo de solidificação. Esses intermetálicos comprometem as propriedades mecânicas do produto final. Considerando os custos elevados associados à redução do teor de Fe e/ou ao uso de processos termomecânicos para mitigar a formação dos intermetálicos, é mais vantajoso manipular a morfologia, o tamanho e a distribuição dos intermetálicos contendo Fe durante a solidificação. Portanto, avanços no que diz respeito ao crescimento facetado das fases ricas em Fe em ligas de Al-Cu modificadas com Ni desempenham um papel crucial no refinamento do controle do tamanho, da forma e do grau de anisotropia (fator de aspecto) sob diferentes condições de solidificação. Os resultados obtidos podem ser valiosos para gerar morfologias que melhorem as propriedades das ligas, tornando-as mais resistentes à contaminação por Fe e, consequentemente, promovendo a reciclagem dessas ligas de maneira mais eficaz. Para que se possa alcançar completo entendimento das morfologias dos intermetálicos formados em ligas Al-Cu-Fe e Al-Cu-Fe-Ni, também serão estudadas as fases compondo ligas base dos sistemas Al-Ni e Al-Cu-Ni.Neste projeto, será realizada a fabricação de amostras solidificadas direcionalmente das ligas Al-5%Cu-1,2%Fe, e Al-5%Cu-1,2%Fe-1%Ni; e amostras solidificadas com resfriamento lento em forno das ligas Al-6%Ni e Al-5%Cu-1%Ni. As ligas Al-Cu contendo Fe e Ni foram selecionadas devido a importancia dessas composições em ligas de fundição da classe 2xx; e as ligas Al-Ni e Al-Cu-Ni para que se possa fazer um estudo cuidadoso das fases Al3Ni e Al7Cu4Ni, as quais possuem propriedades importantes de aplicação. Também serão fabricadas amostras refundidas superficialmente a laser utilizando as ligas Al-5%Cu-1,2%Fe, Al-5%Cu-1,2%Fe-1%Ni como substratos, no sentido de se avaliar as microestruturas e morfologias geradas em condições extremamente rápidas de solidificação.Os objetivos desse trabalho são: i) fabricação de amostras em diferentes condições de solidificação, incluindo moldes refrigerados, ressolidificação a laser, e solidificação lenta em forno; ii) avaliação dos intermetálicos formados por microtomografia de raios-X e por EBSD das amostras solidificadas lentamente (< 0,3 oC/s) das 4 ligas de interesse; e iii) análise microestrutural em função da taxa de resfriamento, e determinação de propriedades mecânicas e de resistência ao desgaste decorrente.