Título

MICROESTRUTURA DE SOLIDIFICAÇÃO E PROPRIEDADES MECÂNICAS DA LIGA SN-0,5%NI PARA SOLDAGEM E RECOBRIMENTO DE SUPERFÍCIES

MICROSTRUCTURE OF SOLIDIFICATION AND MECHANICAL PROPERTIES OF SN-0.5WT.%NI ALLOY FOR SOLDERS AND COATING

Autoria

Xavier, Marcella Gautê Cavalcante; Cruz, Clarissa Barros da; Kakitani, Rafael; Silva, Bismarck Luiz; Spinelli, José Eduardo; Cheung, Noé

DOI

10.5151/1516-392X-30376

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Resumo

A presente proposta tem por objetivo desenvolver uma análise experimental da liga hipereutética Sn-0,5%Ni solidificada unidirecionalmente em regime transitório de fluxo de calor contra chapa molde de cobre. A liga foi avaliada quanto a sua microestrutura bruta de fusão e suas respectivas correlações com os parâmetros térmicos (velocidade da frente eutética -VE e taxa de resfriamento eutética -ṪE) e propriedades mecânicas. Os resultados mostram que a morfologia microestrutural predominante é composta por células ricas em estanho (β-Sn) circundadas por mistura eutética Sn+intermetálico tipo NiSn. Uma transição microestrutural foi observada entre as posições 15mm (ṪE=1,7°C/s) e 30mm (ṪE=1,1°C/s), de célula regular (CR)célula tipo placa (CTP). Notou-se ainda a presença de intermetálicos primários NiSn distribuídos ao longo da matriz nas posições iniciais do lingote. Valores superiores de limite de resistência à tração (σu=26 MPa) e limite de escoamento (σy=21 MPa) foram encontrados para a posição 6mm a partir da base refrigerada do lingote, podendo estar relacionados com a estrutura celular mais refinada e também com a presença dos intermetálicos primários NiSn. O alongamento específico () comportou-se de maneira inversa, visto que as estruturas mais grosseiras (CTP) e a ausência de intermetálicos primários são responsáveis por facilitar a deformação plástica na estrutura da liga Sn-0,5%Ni, aumentando seu nível de ductilidade.

 

The present study aims to develop an experimental analysis of the hypereutectic alloy Sn-0.5wt.%Ni directionally solidified under unsteady-state conditions using a electrolytic copper bottom-part mold. The alloy was evaluated through examination of as-cast microstructural parameters and their respective correlations with thermal parameters (eutectic growth rate - VE and eutectic cooling rate -ṪE) and tensile mechanical properties. The results display that the predominant micromorphology aspects was arranged by Sn-rich (β-Sn) cells in their own core surrounded with a eutectic mixture and primary intermetallic particles NiSn. A microstructural transition regular cells  plate-like cells was observed between the positions at 15mm (ṪE=1,7°C/s) and 30mm (ṪE=1,1°C/s). It was also noticed the presence of primary NiSn intermetallics distributed along the matrix in the positions closer to the bottom of the alloy casting. Higher values of ultimate tensile strength (σu = 26 MPa) and yield tensile strength (σy = 21 MPa) were found for the 6mm position, which are probably related to the most refined cellular structure and also to the presence of primary NiSn intermetallics. On the other hand, the elongation-to-fracture () behaved inversely, since the coarser structures of plate like-cells and the absence of primary intermetallic seems to be responsible to forward plastic strain in the structure of the Sn-0.5wt.%Ni alloy casting, increasing its level of ductility.

Palavras-chave

Ligas Sn-Ni, Solidificação direcional, Microestrutura, Propriedades mecânicas.

Sn-Ni alloys, Directional solidification, Microstructure, Tensile properties.