Influência da taxa de resfriamento e adições inoculantes na microestrutura e propriedades mecânicas da liga A356

Abstract

RESUMO: Neste trabalho buscou-se correlacionar a microestrutura da liga A356 solidificada sob diferentes condições de resfriamento com as propriedades mecânicas. Foi construído um aparato experimental com objetivo de promover a solidificação controlada da liga possibilitando correlacionar parâmetros microestruturais como por exemplo o espaçamento interdendrítico secundário com os parâmetros de processo tais como taxa de resfriamento, tempo de solidificação local e velocidade da frente de solidificação. Para a obtenção experimental dos dados, escolheu-se a liga comercial A356 que foi fundida e conformada em uma coquilha cilíndrica onde foram utilizados termopares e um “datalogger” para o monitoramento das curvas de resfriamento em diferentes posições durante a solidificação. Foram realizadas comparações dos resultados experimentais com modelos para análise da evolução microestrutural existentes na literatura. Além de avaliar a influência de variáveis térmicas, foram realizadas adições de inoculantes como o refinador de grão Al-Ti-B e o agente modificador Sr para observar como estes elementos atuam. Através de ensaios de tração foi possível concluir que as melhores propriedades mecânicas foram obtidas para as amostras solidificadas sob taxas de resfriamento mais elevadas em conjunto com a adição da ante liga modificadora contendo Sr.

ABSTRACT: In this study, the microstructure and mechanical properties of a commercial aluminum alloy A356 were analyzed under different cooling conditions during solidification. An experimental apparatus has been assembled in order to promote a controlled solidification of the alloy. Microstructural variables, such as secondary dendrite arm spacing and silicon morphology were correlated with process parameter such as cooling rate, local solidification time and tip growth rate in different positions. In order to obtain those data experimentally it was chosen the modified A356 alloy that has been solidified into a metallic mold. To measure the thermal variables, thermocouples and a datalogger equipment were used to monitor the cooling curves in specific positions during the solidification process. It was carried out comparisons between experimental results and existing models for predicting secondary dendrite arms spacing size. In addition to assessing the influence of thermal variables, inoculants such as grain refiner Al-Ti-B and modifier Sr agent were added in order to check how these elements would have influence on the Al-α dendrites and eutectic silicon morphology. Through tensile tests, it was possible to conclude that the best mechanical properties were obtained for samples solidified under higher cooling rates in conjunction with the addition of Sr modifier.