Avaliação da influência de diferentes refinadores sobre a microestrutura e o comportamento mecânico de ligas Al fundidas A356 no estado bruto de fundição e sob tratamento T6

Abstract

O processo de fundição em alumínio para a fabricação de componentes automotivos utilizando a liga A356 está cada vez mais consolidado. A grande competitividade no setor, atrelado aos requisitos de performance faz com que a indústria de fundição em alumínio busque cada vez mais a otimização de processos e redução de custos. Os refinadores são utilizados para inocular a liga durante o seu processo de solidificação, fazendo com que o material obtenha uma estrutura mais refinada, melhorando suas propriedades mecânicas, estanqueidade e fundibilidade. Visando isso, neste trabalho foram avaliadas 3 classes de refinadores utilizados na liga A356 afim de selecionar o refinador com melhor eficiência atrelado ao menor custo. Para isso, realizou-se a fundição por coquilha de 3 séries de amostras: i) utilizando o refinador a base de TiB; ii) o segundo refinador a base de sais de Titânio e boro, iii) por último o refinador a base de Cloreto de Potássio e Fluorborato de Potássio. A influência dos diferentes refinadores foi avaliada através da avaliação da microestrutura por microscopia ótica (fases presentes, espaçamento dendrítico e tamanho de grão), da dureza Brinell e do comportamento mecânico sob tração (limite de escoamento, limite de resistência, alongamento, redução de área). Os resultados obtidos indicam que os três refinadores proporcionaram microestruturas, dureza e propriedades mecânicas, estatisticamente similares. Desta forma, o refinador a base de Cloreto de Potássio e Fluorborato de Potássio, mostrou ser o mais eficiente, uma vez que proporcionou o refino esperado do material a um menor custo.

The aluminum casting process for the manufacture of automotive components using the A356 alloy is increasingly consolidated. The great competitiveness in the sector, linked to the performance requirements makes the aluminum foundry industry increasingly seek process optimization and cost reduction. Refiners are used to inoculate the alloy during its solidification process, making the material obtain a more refined structure, improving its mechanical properties, watertightness and castability. Aiming at this, in this work, 3 classes of refiners used in the A356 alloy were evaluated in order to select the refiner with the best efficiency linked to the lowest cost. For this, 3 sets of samples were cast by mold: i) using the TiB-based refiner; ii) the second refiner based on Titanium and boron salts, iii) finally the refiner based on Potassium Chloride and Potassium Fluorborate. The influence of the different refiners was evaluated through the evaluation of microstructure by optical microscopy (phases present, dendritic spacing and grain size), Brinell hardness and mechanical behavior under tension (yield limit, resistance limit, elongation, area reduction ). The results obtained indicate that the three refiners provided statistically similar microstructures, hardness and mechanical properties. Thus, the refiner based on Potassium Chloride and Potassium Fluorborate proved to be the most efficient, since it provided the expected refining of the material at a lower cost.