Utilização da curva de resfriamento na análise do refino de grão da liga AA 356

Abstract

A liga AA 356 é uma liga de alumínio de grande importância porque é amplamente utilizada na indústria automobilistica e aeronáutica. Para melhorar as propriedades mecânicas dessa liga, são usados inoculantes para o refino de grãos; essas propriedades, apresentadas pelo produto final, dependem também das condições em que o metal foi fundido e solidificado. Os componentes solidificados em molde de metal, com uma taxa de extração de calor maior, têm propriedades mecânicas superiores àqueles solidificados em moldes de areia, que têm uma taxa de extração de calor mais baixa. A curva de resfriamento é usada como uma ferramenta para avaliar a eficácia de refino de grão e, é influenciada por fatores como o material do molde, a taxa de resfriamento e adições de inoculantes para refino de grão. Com o uso da curva de resfriamento, algumas propriedades da liga podem ser obtidas, tais como: o calor latente de solidificação, a fração sólida, as temperaturas liquidus e solidus, o tempo local de solidificação, além de identificar a presença de inoculantes para o refino de grão. A primeira derivada da curva melhora a precisão das informações apresentadas na curva de resfriamento. Essa derivada representa a taxa de resfriamento. Para o desenvolvimento desse trabalho alguns lingotes foram refundidos variando-se o material do molde e, consequentemente, a taxa de resfriamento; adicionando-se ou não inoculante para o refino de grão na forma de liga mãe Al-5Ti-1B, na proporção de 0,05%. As curvas de resfriamento para as solidificações foram plotadas e analisadas. Confirmou-se que a curva de resfriamento com sua primeira derivada fornecem, além das temperaturas solidus e liquidus, as temperaturas de transformações de fases e informações sobre a eficácia do refino de grão. Variando-se o material...

The AA 356 alloy is an aluminum alloy of great importance because it is widely used in the automobile and aeronautic industries. To improve the mechanical properties of this alloy, inoculants are used for grain refinement; these properties, presented by the final product, also depend on conditions, under which the metal was melted and solidified. The components solidified in a metal mold, with a higher heat extraction rate, have mechanical properties superior to the ones solidified in sand molds that have a lower heat extraction rate. The cooling curve is used as a tool to evaluate the effectiveness of grain refinement and it is influenced by factors as: mold material, cooling rate and of inoculants additions for grain refinement. With the use of the cooling curve analysis can be obtained some properties of the alloy, such as: the latent heat of solidification, the solid fraction, the solidus and liquidus temperatures, the local time of solidification. In addition, to evaluate the presence of inoculants for grain refinement. The first curve derivative improves the accuracy of the information given in the cooling curve. That derivative represents the cooling rate. For this work development, some ingots were remelted varying the mold material and, consequently, the cooling rate; also added or not the grain refinement inoculants in the form of master alloy Al-5Ti-1B, at the rate of 0.05%. Cooling curves for solidifications were plotted and analyzed. It was confirmed that the cooling curve with its first derivative provides, in addition to the liquidus and solidus temperatures, the phase transformation temperatures and information about the effectiveness of grain refinement. Varying the material of molds and through optical microscopy techniques... (Complete abstract click eletronic access below)