Caracterização de ligas hipereutéticas de Al-Ni solidificadas unidirecionalmente

Abstract

O alumínio é o metal não-ferroso mais consumido do mundo, devido à suas propriedades, como baixa densidade, alta resistência à corrosão, alta condutibilidade térmica e elétrica, boa tenacidade, alta resistência a baixas temperaturas e excelente conformidade, entretanto, sua baixa resistência mecânica torna-se um limitador de suas aplicações. A adição de elementos de liga, como o níquel, tende a melhorar suas propriedades mecânicas, deixando-o atrativo para as mais diversas indústrias como a aeroespacial, a automotiva e a bélica. As ligas de alumínio-níquel, assim como os demais materiais fundidos, dependem do processo de solidificação para desenvolverem estruturas que atendam às exigências das indústrias. A evolução da microestrutura durante a solidificação não é afetado somente pelo teor de soluto mas também por variáveis que controlam o processo, tais como velocidade de solidificação, taxa de resfriamento e gradiente térmico. Desta forma, a cinética da solidificação pode influenciar de forma significativamente a estrutura final e como consequência, suas propriedades mecânicas. Diante disto, este trabalho buscou relacionar as variáveis térmicas da solidificação com os parâmetros microestruturais das ligas Al-8,5%Ni e Al-9%Ni produzidas em dispositivo de solidificação unidirecional vertical ascendente e verificou a influência do teor de níquel nas propriedades mecânicas através da realização de ensaio mecânico não destrutivo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Aluminum is the most consumed non-ferrous metal in the world, due to its properties such as low density, high corrosion resistance, high thermal and electrical conductivity, good toughness, high resistance to low temperatures and excellent compliance, however, its low mechanical strength becomes a limiting their applications. The addition of alloying elements, such as nickel, tends to improve its mechanical properties, making it attractive for a variety of industries such as aerospace, automotive and war. The aluminum-nickel alloys, like other molten materials, depend on the solidification process to develop structures that meet the requirements of the industries. The evolution of microstructure during solidification is not only affected by the content of solute but also by controlling the process variables, such as speed of solidification cooling rate and thermal gradient. Thus, the kinetics of solidification can significantly influence the shape of the final structure, and as a result, its mechanical properties. Thus, this study sought to relate the solidification thermal variables with the microstructural parameters of the Al-8,5wt.%Ni and Al-9wt.%Ni alloys produced in vertical upward directional solidification device and verified the influence of nickel on the mechanical properties by performing non-destructive mechanical testing.