Title

SOLIDIFICAÇÃO UNIDIRECIONAL TRANSITÓRIA, MICROESTRUTURA, PARÂMETROS TÉRMICOS E DUREZA DE LIGAS AA5052 VARIANDO TEOR DE Mg

TRANSIENT DIRECTIONAL SOLIDIFICATION, MICROSTRUCTURE, SOLIDIFICATION THERMAL PARAMETERS AND HARDNESS OF AA5052 ALLOY VARYING MG CONTENT

Authorship

Ogata, Cínthia Toshimi; Spinelli, José Eduardo

Ogata, Cínthia Toshimi

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Spinelli, José Eduardo

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DOI

10.5151/1982-9345-30257

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Abstract

Processos de fundição de ligas de alumínio com altos teores de Mg são um desafio da indústria, uma vez que diferentes taxas de resfriamento ocorrem em geometrias diversas. Este trabalho tem como objetivo caracterizar a liga de alumínio AA5052 com variações em teores de Mg por meio de experimentos de solidificação direcional transitória, e compreender seus efeitos com relação a evolução de parâmetros térmicos, microestruturais, e propriedade mecânica. As leis experimentais de evolução do espaçamento dendrítico primário (λ1) com relação a taxa de resfriamento resultam em: λ_1=640 〖T ̇_L〗^(-1/4) para a liga 5052 com 2,4%Mg e λ_1=300 〖T ̇_L〗^(-1/4) para a liga com 3,2%Mg. As leis de crescimento de espaçamento dendrítico secundário (λ2) com relação a velocidade de solidificação resultaram em: λ_2=27 〖V_L〗^(-1,1) para a liga 5052 com 2,4%Mg e λ_2=15 〖V_L〗^(-1,1) para as ligas com 2,6%Mg e 3,2%Mg. Maiores teores de Mg na liga AA5052 proporcionaram uma expressiva redução no valor de 2 para uma determinada VL. A evolução da dureza mostrou-se diretamente relacionada ao tamanho e a distribuição dos intermetálicos presentes, sendo λ2 o fator predominante neste controle.

Casting process of high-Mg content Aluminum Alloys is considered an industry challenge since different cooling rates occur during solidification of complex geometries. The present research aims to characterize the commercial aluminum AA5052 alloy with different Mg contents through transient directional solidification experiment. The results allowed to comprehend the effect of Mg content with respect to thermal parameters, microstructural parameters and mechanical properties (Brinell hardness). The experiments reached cooling rates between 7.0 and 30.0ºC/s (considering the closest thermocouple from the bottom of the casting, i.e., 3mm). The experimental growth law for microstructural evolution of λ1 for the different chemical compositions were obtained, resulting in: λ_1=640 〖T ̇_L〗^(-1/4) to the 5052 alloy with 2.4wt.%Mg and λ_1=300 〖T ̇_L〗^(-1/4) to the examined samples with 3.2wt.%Mg. Secondary dendritic growth laws were also obtained concerning their variation with the growth rates, resulting in the following expressions: λ_2=27 〖V_L〗^(-1.1) for the 5052-2.4wt.%Mg and λ_2=15.0 〖V_L〗^(-1.1) for the 5052-2.6wt.%Mg and 5052-3.2wt.%Mg alloys. Thus, 5052 alloys containing higher Mg content may allow a significant decrease on 2 value for a certain VL. The hardness values were directly related to the size and distribution of the intermetallic particles and showed λ2 as the main variable to affect mechanical strength of the tested alloys.

Keywords

Liga AA5052, Solidificação Direcional, Thermo-Calc, Intermetálicos, Microestrutura.

AA5052 alloy, Directional Solidification, Thermo-Calc, Intermetallic, Microstructure.