Title

Efeito da Morfologia do β-Al5FeSi no Desgaste da Ferramenta e na Rugosidade da Superfície de uma Liga Al-Si-Mg-Fe Solidificada Horizontalmente

Effect of Β-Al5FeSi Morphology on Tool Wear and Surface Roughness of a Horizontally Solidified Al-Si-Mg-Fe Alloy

Authorship

REIS, THAMIRES NATIVIDADE DOS; ALVES, CLIVIAN FLÁVIA RODRIGUES LOBO; MARQUES, LUANE LUIZA PEREIRA; MACIEL, ANDRÉ CRUZ DA COSTA; SOUZA, HÉRICLES RUILIMAN OLIVEIRA DE; VASCONCELOS, ANGELA DE JESUS; SILVA, MARIA ADRINA PAIXÃO DE SOUZA DA

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DOI

10.5151/2594-4711-43978

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Abstract

A reciclagem de ligas Al-Si-Mg frequentemente introduz impurezas de ferro, favorecendo a formação da fase frágil β-Al5FeSi, o que pode comprometer o desempenho do material. Diante dessa lacuna, este trabalho objetiva correlacionar os parâmetros de solidificação com o comportamento de usinabilidade de uma liga Al-7%Si-0,4%Mg-1,2%Fe. A liga foi solidificada horizontalmente sob regime transiente, e sua usinabilidade foi avaliada por meio de ensaios de sangramento, analisando o desgaste máximo de flanco da ferramenta (VBMÁX) e a rugosidade superficial (Ra) ao longo de diferentes posições do lingote. Os resultados indicaram que a morfologia da fase β-Al5FeSi altera-se de refinada, próxima à base refrigerada, para longa e acicular em posições mais distantes. Constatou-se que o desgaste VBMÁX aumentou com o crescimento e a severidade morfológica da fase β-Al5FeSi, não dependendo estritamente de sua fração de área. A rugosidade (Ra) exibiu comportamento não monotônico, sendo influenciada pela estabilidade do processo de corte e heterogeneidade microestrutural. Conclui-se que o controle térmico é essencial: maiores taxas de resfriamento promovem refino dendrítico e atenuam o crescimento da fase β, garantindo usinabilidade superior para a liga reciclada.

The recycling of Al-Si-Mg alloys often introduces iron impurities, favoring the formation of the brittle β-Al5FeSi phase, which can compromise the material's performance. Given this gap, this work aims to correlate solidification parameters with the machinability behavior of an Al-7%Si-0.4%Mg-1.2%Fe alloy. The alloy was solidified horizontally under transient conditions, and its machinability was evaluated through bleeding tests, analyzing the maximum flank wear of the tool (VBMAX) and surface roughness (Ra) along different positions of the ingot. The results indicated that the morphology of the β-Al5FeSi phase changes from refined, near the cooled base, to long and acicular in more distant positions. It was found that the VBMAX wear increased with the growth and morphological severity of the β-Al5FeSi phase, not strictly depending on its area fraction. The surface roughness (Ra) exhibited non-monotonic behavior, being influenced by the stability of the cutting process and microstructural heterogeneity. It is concluded that thermal control is essential: higher cooling rates promote dendritic refinement and attenuate the growth of the β phase, ensuring superior machinability for the recycled alloy.

Keywords

Ligas recicladas, Usinabilidade, Intermetálicos ricos em ferro, Controle microestrutural

Recycled alloys, Machinability, Iron-rich intermetallics, Microstructural control