LIGAS
46 – FUNDIÇÃO e SERVIÇOS – SET. 2017
Mohammadreza Zamani, Salem Seifeddine
A determinação do teor de Sr ideal, para a modificação da fase eutética de ligas Al-Si Nas últimas
Este estudo comprova em que medida a redução da temperatura de crescimento da fase eutética de silício tem correlação com as adições de estrôncio e as propriedades mecânicas sob tração (alongamento total e limite de resistência), no caso de ligas de alumínio-silício.
Os autores são do Departamento de Materiais e Manufatura da Escola de Engenharia da Jönköping University (Suécia). Este artigo foi originalmente publicado no International Journal of Metalcasting, volume 10, issue 4, págs. 457-465, 2016. Reprodução autorizada. Tradução de Antonio Augusto Gorni.
décadas, as ligas de alumínio para fundição têm substituído as ligas ferrosas em muitas aplicações automotivas, com o objetivo de se reduzir o peso global, aumentar a eficiência no consumo de combustível e diminuir os níveis de emissão de gás carbônico. As ligas de alumínio-silício (AlSi) são as mais amplamente usadas na indústria de fundição, graças ao seu baixo custo e propriedades mecânicas favoráveis. Estas propriedades são governadas pelos constituintes microestruturais, a exemplo do espaçamento dos braços dendríticos secundários, fases eutéticas e compostos intermetálicos. Um dos tratamentos mais comuns para essas ligas é a modificação eutética feita por meio da adição de traços de elementos específicos, tais como o sódio, antimônio e estrôncio (Sr). Nos últimos anos, o Sr se tornou o agente de modificação mais amplamente usado, devido à sua boa taxa de modificação e baixa perda de efeito. A modificação com o estrôncio melhora as propriedades mecânicas, particularmente o alongamento total, graças ao refino da fase eutética de silício, a qual passa de um formato similar a placas grosseiras, para uma morfologia de fibras refinadas.
Essa transformação também está associada a alterações na curva de resfriamento, as quais estão relacionadas às temperaturas características de nucleação e ao crescimento das regiões eutéticas da liga de alumínio-silício. O teor de estrôncio requerido para a modificação adequada da estrutura depende da quantidade de silício, outros elementos de liga e taxas de resfriamento. Adições de Sr acima de um determinado teor não promovem refino adicional da morfologia da fase de silício. Ao contrário, resultam na formação de fases deletérias, tais como Al2Si2Sr. Em Influence of Sr on microstructure and mechanical properties of ZL114 cast alloy, os autores relatam que a adição de estrôncio entre 200 e 600 ppm em uma liga Al7Si-0,5Mg melhora substancialmente o alongamento. Já em Beneficial effects of strontium on A380 alloy, é sugerida uma faixa idêntica de adição de estrôncio para a liga Al-9Si-3Cu, visando à melhora da ductilidade. Durante mais de 30 anos foram desenvolvidos trabalhos de pesquisa para se entender a cristalização do eutético, em função da modificação, e seu reflexo nas curvas de solidificação.
