Efeito da Taxa de Resfriamento nas Propriedades Mecânicas e nas Características Macro e Microestrurutrais da Liga Al-4,5%Cu Solidificada Radialmente

Various, industrial sectors, which are products of high mechanical strength and specific low weight, such as the automotive and aeronautical sector, make use of alloys of the Al-Cu system. The vast use in applications techniques is justified by the fact that aluminum alloys may have their mechanical properties altered in function of their own chemical structure, by altering the copper content and / or by the addition of alloying elements, or , by means of the strict control of the cooling rates during the solidification of the components. In this work, a comparative study was performed between the mechanical properties and the macro and microstructural characteristics of Al-4.5% Cu alloy by weight when subjected to different unidirectional solidification conditions. For this, tests of hardness, microhardness, density quantification, chemical analysis by x-ray fluorescence and metallographic analyzes were performed. In view of the obtained results, the strong influence of the cooling rate on the mechanical properties and the microstructure of the alloy is evident, so that as the cooling rates increase, the dendritic spacings decrease and the microhardness values increase. In addition, the amount of shrinkage defects and microporosities increased with increasing cooling rate, resulting in a decrease in hardness values.Diversos setores industriais que necessitam de produtos com alta resistência mecânica e baixo peso específico, tais como os setores automotivo e aeronáutico, fazem uso de ligas do sistema Al-Cu. O vasto uso em aplicações técnicas se justifica pelo fato de que as ligas de alumínio podem ter suas propriedades mecânicas alteradas sensivelmente em função da alteração de sua composição química, por meio da alteração do teor de cobre e/ou pela adição de elementos de liga, ou ainda, por meio do controle rigoroso das taxas de resfriamento impostas durante a solidificação dos componentes. Neste trabalho, foi realizado um estudo comparativo entre as propriedades mecânicas e as características macro e microestruturais da liga Al- 4,5%Cu, em peso, quando submetida à diferentes condições de solidificação unidirecional. Para isso, foram realizados ensaios de dureza, microdureza, quantificação de densidade, análise química por fluorescência de raios-x e análises metalográficas. Diante dos resultados obtidos, fica evidente a forte influência da taxa de resfriamento nas propriedades mecânicas e na microestrutura da liga, de modo que na medida em que a taxa de resfriamento aumenta, os espaçamentos dendríticos secundários diminuem e os valores de microdureza aumentam. Verifica-se também que a quantidade de defeitos de contração e microporosidades aumentam com o aumento da taxa de resfriamento, resultando em queda nos valores de dureza. Palavras-chave: liga Al-Cu, solidificação unidirecional, taxa de resfriamento, microestrutura, propriedades mecânicas