Analysis of Microsegregation in Al-Si-Cu Ternary Alloys: Interdependence of Solute Composition at the Solubility Limit during Non-Equilibrium Solidification
Abstract:Virtually all metals used industrially undergo a solidification process during their production. Depending on the material and its manufacturing process, its physical/mechanical properties are affected to a greater or lesser extent by the microstructure and microsegregation obtained during the phase change. Aluminum casting alloys are good examples of products where this microstructure is vital for obtaining the desired properties. A sequence of experiments to analyze the upward vertical unidirectional solidif… Show more
“…O sistema de resfriamento à água do molde contribui para a alta velocidade de solidificação nas regiões próximas à base resfriada. Comportamento convergente com resultados de trabalhos anteriores (Sales et al, 2018;Baptista et al, 2020;Barros et al, 2024a). (tSL= 3,19P 0.87 e R 2 = 0.99) e Al-5%Ni (tSL= 0,3157P 0.9227 e R 2 = 0.85).…”
Section: Correlação Entre Parâmetros Térmicosunclassified
“…É o mais importante dos metais não ferrosos e está entre os mais consumidos atualmente. O rápido e notável crescimento da sua utilização deve-se à sua versatilidade e propriedades físicas, especialmente sua baixa densidade em comparação com outros metais de grande consumo, resistência à corrosão, baixo ponto de fusão e alta condutividade elétrica (Baptista et al, 2020). Devido a essas propriedades, as ligas de alumínio são frequentemente uma escolha preferida nas indústrias aeronáutica e aeroespacial, bem como para diversas aplicações de engenharia (Rodrigues et al, 2023;Xiao et al, 2023;Yong-fei et al, 2023;Garchani et al, 2023;Garção et al, 2023).…”
O objetivo do trabalho é realizar uma investigação experimental dos efeitos dos solutos na microestrutura e propriedades mecânicas na solidificação unidirecional ascendente de ligas binárias hipoeutéticas de alumínio em condições transientes de extração de calor. Bem como, gerar modelos matemáticos empíricos para contribuir com o desenvolvimento dos processos de solidificação e de seus produtos. Utilizando-se uma metodologia quantitativa, experimental e laboratorial, foram plotadas as curvas de resfriamento, as quais permitiram extrair os parâmetros térmicos como taxa de resfriamento, velocidade de solidificação, gradiente térmico e tempo de solidificação local. A liga Al-Cu possui maior condutividade térmica, logo apresentou resultados experimentais superiores de parâmetros térmicos quando comparada com as ligas Al-Si e Al-Ni. Foram determinadas, também, leis experimentais de desenvolvimento microestrutural associando os espaçamentos dendríticos com as posições dos termopares, microdureza e módulo de elasticidade. Inferindo-se, assim, a dependência da microdureza com os espaçamentos dendríticos primários e solutos. Em contrapartida, os espaçamentos entre os braços primários parecem não afetar os módulos de elasticidade. Por outro lado, houve um aumento considerável nos valores do módulo de elasticidade com a liga Al-5% em peso de Ni, cerca de 120% em relação à liga Al-5% em peso de Cu e 18% sobre a liga Al-5% em peso de Si.
“…O sistema de resfriamento à água do molde contribui para a alta velocidade de solidificação nas regiões próximas à base resfriada. Comportamento convergente com resultados de trabalhos anteriores (Sales et al, 2018;Baptista et al, 2020;Barros et al, 2024a). (tSL= 3,19P 0.87 e R 2 = 0.99) e Al-5%Ni (tSL= 0,3157P 0.9227 e R 2 = 0.85).…”
Section: Correlação Entre Parâmetros Térmicosunclassified
“…É o mais importante dos metais não ferrosos e está entre os mais consumidos atualmente. O rápido e notável crescimento da sua utilização deve-se à sua versatilidade e propriedades físicas, especialmente sua baixa densidade em comparação com outros metais de grande consumo, resistência à corrosão, baixo ponto de fusão e alta condutividade elétrica (Baptista et al, 2020). Devido a essas propriedades, as ligas de alumínio são frequentemente uma escolha preferida nas indústrias aeronáutica e aeroespacial, bem como para diversas aplicações de engenharia (Rodrigues et al, 2023;Xiao et al, 2023;Yong-fei et al, 2023;Garchani et al, 2023;Garção et al, 2023).…”
O objetivo do trabalho é realizar uma investigação experimental dos efeitos dos solutos na microestrutura e propriedades mecânicas na solidificação unidirecional ascendente de ligas binárias hipoeutéticas de alumínio em condições transientes de extração de calor. Bem como, gerar modelos matemáticos empíricos para contribuir com o desenvolvimento dos processos de solidificação e de seus produtos. Utilizando-se uma metodologia quantitativa, experimental e laboratorial, foram plotadas as curvas de resfriamento, as quais permitiram extrair os parâmetros térmicos como taxa de resfriamento, velocidade de solidificação, gradiente térmico e tempo de solidificação local. A liga Al-Cu possui maior condutividade térmica, logo apresentou resultados experimentais superiores de parâmetros térmicos quando comparada com as ligas Al-Si e Al-Ni. Foram determinadas, também, leis experimentais de desenvolvimento microestrutural associando os espaçamentos dendríticos com as posições dos termopares, microdureza e módulo de elasticidade. Inferindo-se, assim, a dependência da microdureza com os espaçamentos dendríticos primários e solutos. Em contrapartida, os espaçamentos entre os braços primários parecem não afetar os módulos de elasticidade. Por outro lado, houve um aumento considerável nos valores do módulo de elasticidade com a liga Al-5% em peso de Ni, cerca de 120% em relação à liga Al-5% em peso de Cu e 18% sobre a liga Al-5% em peso de Si.
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