Effect of Ce and solidification cooling rate on the microstructure and mechanical properties of AA2017 aluminum alloy

Autor(es)

Rojas-Arias, N. ; Silva, Argos Soares ; Sousa, Sarah Maria de Albuquerque ; Gouveia, Guilherme Lisboa de ; Amancio-Filho, S. T. ; Coury, F. G. ; Spinelli, Jose Eduardo ; Gargarella, P.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Alloys and Compounds; v. 998, p. 14-pg., 2024-05-28.

Resumo

Controlling dendritic growth and grain size in new Ce-containing Al-based alloys becomes crucial due to new envisioned applications and Ce rising demand in casting processes. In the present work Ce effect on the 2xxx Al series microstructures at various industrial-scale solidification cooling rates was investigated. The directional solidification technique is crucial in this endeavor since can generate several solidified samples related to several cooling rates. The AA2017 alloy and a modified version containing 3 wt % of Ce were both produced under directional solidification and various microstructure aspects were characterized. The mechanical behavior was analyzed by microhardness and compression tests. The Ce addition reduced primary and secondary dendritic spacing without impacting grain size. Cells were only observed to form on the Ce-containing alloy at cooling rates of approximately 19 degrees C/s; while dendritic configurations dominated all other conditions. While round pockets composed of Al+Al2Cu+Mg2Si ternary eutectic formed the interdendritic zones in the AA2017 alloy, the AA2017-Ce alloy microstructure was mainly constituted by elongated AlCeSi + Al8CeCu4 interdendritic phases. Finally, the addition of Ce favored an increase in the microhardness and compressive strength values of the AA2017 alloy, which is attributed to the refinement of the solidification structure, as well as the formation of a greater fraction of secondary reinforcement phases. (AU)

• Processo FAPESP: 21/08436-9 - Eletromigração e microtomografia 4D em juntas térmicas Sn-Bi-In
• Beneficiário: José Eduardo Spinelli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Processo FAPESP: 20/01426-5 - Influência dos parâmetros de processo na microestrutura e propriedades mecânicas de ligas de alumínio fabricadas por manufatura aditiva
• Beneficiário: Nicolás Rojas Arias
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/27031-4 - Influência de parâmetros de processo nas características metalúrgicas de peças fabricadas por manufatura aditiva
• Beneficiário: Piter Gargarella
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 19/23673-7 - Avaliação de ligas para juntas térmicas e para manufatura aditiva
• Beneficiário: José Eduardo Spinelli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/01432-8 - Desenvolvimento microestrutural, resistências mecânica e à corrosão de ligas Mg-Si e Mg-Si-(X) para aplicações biomédicas
• Beneficiário: Guilherme Lisboa de Gouveia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 20/02697-2 - Avaliação dos efeitos da microadição de Nb no crescimento dendrítico da liga Al-4Cu-0,6Mg-0,7Mn-0,5Si
• Beneficiário: Argos Soares Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 22/00896-3 - Adaptação da composição da liga de alumínio 2017 para reduzir sua susceptibilidade ao trincamento durante a fusão seletiva a laser
• Beneficiário: Nicolás Rojas Arias
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto