Análise dos efeitos da taxa resfriamento e da composição química na solidificação de ligas hipereutéticas Al-Si

Resumo

Ligas hipereutéticas Al-Si são caracterizadas pelo elevado teor de silício em sua composição. Este teor deve ser superior a 12% em peso. As ligas comerciais fundidas A390 (Al-17%Si-5%Cu) são aquelas reconhecidamente mais utilizadas para fabricação de componentes automotivos (pistões, bielas, blocos de motores) entre as de composição hipereutética. Embora os efeitos de modificadores de eutético e de silício primário como Na, Ca, Sr, Sb e P na microestrutura dessas ligas seja relativamente bem conhecido, os efeitos da taxa de resfriamento na morfologia, distribuição e tamanho tanto do eutético quanto da fase primária ainda não foram totalmente elucidados conforme mencionado na literatura. Além disso, as influências das morfologias do Si primário nas propriedades mecânicas de ligas hipereutéticas Al-Si ainda não foram investigadas. Os processos de solidificação de metais objetivam a produção de peças capazes de atender a certas exigências de projeto. No caso das peças fabricadas com ligas hipereutéticas Al-Si estas exigências estão associadas aos aspectos estruturais, os quais quando bem definidos permitem o alcance de propriedades mecânicas e de superfície (resistência ao desgaste, por exemplo) suficientes para uma determinada aplicação. Em aplicações automotivas, a qualidade de pistões de motores, por exemplo, é dependente não somente das fases e microconstituintes presentes como também da homogeneidade dos tamanhos e morfologias obtidos. Os projetistas/usuários de componentes fundidos apresentam várias exigências de qualidade e o conhecimento das inter-relações entre taxas de resfriamento e estruturas decorrentes pode incorporar inúmeras vantagens no que tange o processamento destes materiais. A presente proposta objetiva a disponibilização e utilização de meios e métodos experimentais no intuito de melhor compreender a evolução das microestruturas de ligas binárias hipereutéticas Al-Si quando submetidas a uma ampla faixa de taxas de resfriamento e sob condições transitórias de extração de calor durante a solidificação.