Title

Efeitos na macroestrutura, condutividade elétrica e resistência mecânica do recozimento na liga Al-si e Al-Si-Ni

Effects on the macrostructure, electrical conductivity, and mechanical strength of annealing in Al-si and Al-Si-Ni Alloys

Authorship

OLIVEIRA, ÍTALO JORGE PAMPLONA DE; BARBOSA, ALICIA REGINA ZANON; ESPÍNDOLA, ERIC ELIAN LIMA; NASCIMENTO, ALEXANDRE SALDANHA DO; VASCONCELOS, ÂNGELA DE JESUS; MEDEIROS, AMANDA LUCENA DE; COSTA, DEIBSON SILVA DA

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DOI

10.5151/2594-4711-43462

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Abstract

As ligas Al-Si são amplamente aplicadas na indústria, mas seu uso sob condições térmicas elevadas exige a compreensão de sua estabilidade estrutural, elétrica e mecânica. Este artigo analisou a macroestrutura, condutividade elétrica e o limite de resistência à tração (LRT) das ligas Al-0,5%Si e Al-0,5%Si-0,3%Ni na condição Sem Tratamento Térmico (STT) e após recozimento a 200 °C por 2 horas. As ligas foram fundidas em coquilha metálica, submetidas a análises químicas e caracterização macroestrutural. Tarugos usinados foram laminados a frio até o diâmetro final de 3 mm para os ensaios. Os resultados indicaram que a adição de 0,3% de Ni promoveu grãos equiaxiais maiores na macroestrutura bruta de fusão. Após o recozimento, ambas as ligas elevaram a condutividade elétrica, atingindo 65,40% IACS na liga Al-Si e 64,80% IACS na liga com Ni. No ensaio de tração, a liga Al-0,5%Si reduziu 8,58% no LRT (de 214,00 para 195,62 MPa), enquanto a liga com Ni reduziu 24,63% (de 254,23 para 191,60 MPa). Conclui-se que o recozimento a 200 °C poderia induzir uma possível recuperação parcial e amaciamento da matriz por redução do encruamento, sem energia térmica suficiente para ativar o ancoramento microestrutural esperado pelas fases ricas em Ni.

Aluminum-Si alloys are widely used in industry, but their use under high thermal conditions requires an understanding of their structural, electrical, and mechanical stability. This article analyzed the macrostructure, electrical conductivity, and tensile strength (TS) of Al-0.5%Si and Al-0.5%Si-0.3%Ni alloys in the unheated (UHT) condition and after annealing at 200 °C for 2 hours. The alloys were cast in a metal mold, subjected to chemical analysis, and macrostructural characterization. Machined billets were cold-rolled to a final diameter of 3 mm for testing. The results indicated that the addition of 0.3% Ni promoted larger equiaxed grains in the as-cast macrostructure. After annealing, both alloys increased their electrical conductivity, reaching 65.40% IACS in the Al-Si alloy and 64.80% IACS in the Ni alloy. In the tensile test, the Al-0.5%Si alloy reduced the LRT by 8.58% (from 214.00 to 195.62 MPa), while the alloy with Ni reduced it by 24.63% (from 254.23 to 191.60 MPa). It is concluded that annealing at 200 °C could induce a possible partial recovery and softening of the matrix by reducing work hardening, without sufficient thermal energy to activate the microstructural anchoring expected by the Ni-rich phases.

Keywords

Ligas Al-Si-Ni, Recozimento, Condutividade elétrica, Limite de resistência à tração

Al-Si-Ni alloys, Annealing, Electrical conductivity, Tensile strength limit