INFLUÊNCIA
DAS
CONDIÇÕES
MICROESTRUTURAL DA LIGA A356
DE
SOLIDIFICAÇÃO
NA
EVOLUÇÃO
SOUZA, A.; VIEIRA, E. A. Instituto Federal de Educação do Espírito Santo, Campus Vitória,
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As ligas de Al-Si possuem excelentes características de fundição devido à atrativa combinação de
boas propriedades físicas com sua ótima fundibilidade. A adição de silício no alumínio aumenta a resistência
mecânica, à corrosão, melhora a usinabilidade, diminui a fragilidade a quente, aumenta a soldabilidade e
diminui a viscosidade para teores crescentes de Si até o ponto eutético contendo 12,7%. Outra vantagem do
Si é o fato deste metal ter uma densidade de apenas 2,3 g/cm 3, inferior ao do alumínio que é 2,7 g/cm 3,
portanto sua adição ao alumínio não repercute no aumento da densidade da liga resultante. Mas a obtenção
de melhores propriedades mecânicas depende do controle de parâmetros de processamento tais como
tratamento do metal líquido, velocidade de solidificação, teor de hidrogênio dissolvido no líquido, grau de
modificação das fases oriundas da transformação eutética, refino de grãos e processamentos posteriores tais
como tratamento térmico. As ligas de Al-Si mais importantes são principalmente as hipoeutéticas, contendo
de 7% a 11% Si. Do ponto de vista da fluidez, as ligas com composições próximas ao ponto eutético, embora
possuam resistência limitada favorece-se a conformação de formas complexas. Dentre as ligas de Al-Si a liga
A356 é uma das mais utilizadas na indústria por apresentar uma das melhores combinações de propriedades
mecânicas com boa fluidez durante o processo de conformação por fundição. Basicamente a composição
desta liga é a seguinte: Si=6,7 a 7,5%; Fe, Cu iguais a 0,20% no máximo; Mn=0,10% no máximo, Mg=0,25
a 0,45% e Ti=0,20% no máximo. Para esta liga dá-se destaque porque possui excelente resistência mecânica.
A microestrutura desta liga é composta por dendritas primárias e no seu entorno temos a presença das fases
oriundas do processo de transformação eutética composta pela mistura de “alfa” e Si metálico. O uso de
coquilhas para estudo de solidificação de metais e ligas de forma controlada tem sido utilizado por diversos
autores tais como Gafur et al em 2003 e Meneghini e Tomesani em 2005. Durante a solidificação as
condições em regime transiente são inerentes ao processo e diversos mecanismos controlam a transferência
de calor entre a interface metal/molde. Existem muitas investigações relacionadas com a transferência de
calor sob estas condições que por sua vez mostram a importância de se desenvolver ferramentas que
permitam prever a troca térmica em função das variáveis envolvidas nos processos de fundição e
solidificação conforme relatado por Spinelli et al em 2004. Assim, para um número expressivo de processos,
a transferência de calor é governada pela resistência da interface molde metal. O objetivo geral deste plano
de trabalho foi estudar a evolução microestrutural da liga A356 solidificada sob condições controladas. Foi
correlacionado a microestrutura obtida com as condições de solidificação. Para a realização dos
experimentos de solidificação da liga Al-Si A356 foi utilizado um molde em aço inox com uma base de
cobre desenvolvido em um outro projeto. Neste molde objetivou-se a transferência de calor
preferencialmente pela base refrigerada à água. Para isto todo o molde foi revestido com uma manta térmica
a fim de minimizar as trocas térmicas pelas laterais. A composição da liga A356 em porcentagem em peso
foi a seguinte: 7,0% Si; 0,10% Cu; 0,30% Mg; 0,50% Fe; 0,30% Mn; 0,10% Zn; 0,10% Pb; 0,05% Sn;
0,30% Ti e o restante Al. Em um cadinho de grafite foi fundido aproximadamente 500g da liga. Após
completa fusão a uma temperatura de 750 oC a liga foi vertida na coquilha com sistema contendo termopares
e um datalogger. As temperatura foram coletadas em função do tempo. O lingote de alumínio de
aproximadamente 150mm de altura obtido neste molde foi seccionado em diferentes pontos a partir da base
com um equipamento de corte por disco abrasivo com sistema de refrigeração a água. Em seguida foi
realizado o lixamento e o polimento das amostras para a análise microestrutural. As microestruturas obtidas
forão correlacionadas com as taxas de resfriamento impostas. As ligas solidificadas obtidas foram
caracterizadas por microscopia ótica. Foram observadas uma diferença significativa entre as microestruturas
da base e do topo do lingote de alumínio fundido. As estruturas mais refinadas tanto da fase Al-α quanto do
Si eutético ocorrem em taxas de resfriamento mais elevadas durante o processo de solidificação.
Palavras-chave: alumínio, A356, solidificação, silício, estrôncio