Análise de fluidez, estrutura e propriedades mecânicas da liga de alumínio Al10Si produzida em moldes de areia congelados

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Nascimento, Túlio Sérgio
• Orientador(a): Barcellos, Vinicius Karlinski de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ligas de alumínio; Fundição; Moldes; Baixas temperaturas
• Palavras-chave em Inglês: Casting; Sand; Frozen mold; Fluidity; Mechanical properties; Material structure; Thermal analysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/237389

O processo de fundição de metais e ligas metálicas é essencial em nossa sociedade. Peças metálicas fundidas estão presentes na indústria de base, agricultura, energia, mineração, saúde, automotivo, aeroespacial etc. A fundição por gravidade em moldes de areia é, entre os processos de fundição, o responsável pela maior quantidade de peças fundidas, correspondendo a aproximadamente 80% do total de ligas ferrosas e não ferrosas produzidas no mundo. Este processo tem características como a utilização dos moldes e machos normalmente na temperatura ambiente, alto consumo de areia, ligantes e aditivos, com custos elevados de aquisição, logística, manuseio, beneficiamento interno, controle ambiental, recuperação, regeneração e disposição de resíduos. A estrutura do material e propriedades mecânicas resultantes na condição bruta de fusão é também resultado da dinâmica da solidificação, também influenciada pelas características termofísicas do molde. Este trabalho buscou determinar as alterações ocorridas na fluidez, molhabilidade, rugosidade, propriedades mecânicas, estrutura e análise térmica de uma liga de alumínio Al10Si quando a temperatura da cavidade do molde de areia é congelada a temperatura de -60ºC, comparando com resultados obtidos na temperatura ambiente. Os moldes para produção dos corpos de prova foram produzidos com areia módulo de finura 80- 90 AFS, 2% de bentonita sódica ativada e 2% de água. Os resultados mostraram propriedades mecânicas mais elevadas para corpos de prova produzidos em moldes congelados com tração variando de 6,8% a 15,9%, escoamento de 5,8% a 8,5% e alongamento de 38,3% a 44%, estrutura mais refinada com espaçamento interdendrítico menor para estruturas produzidas em moldes congelados, variando de 0,6% a 40,%, fluidez com comprimentos similares, rugosidade 62% maior para superfícies produzidas em moldes congelados e molhabilidade na condição super-hidrofóbica na superfície de areia à temperatura ambiente e a -60ºC. Foram também analisadas as propriedades de compressão e tração da areia de moldagem, variando os percentuais de água destilada em 2%, 5% e 7% e bentonita sódica ativada em 2% além da temperatura em ambiente, -9ºC e -60ºC, quando se comprovou o aumento da compressão de 4,6 g/cm² a temperatura ambiente para 8,9 kg/cm² a -60ºC e da tração 0,2 g/cm² a temperatura ambiente para 7,45 kg/cm² a -60ºC, comprovando a viabilidade técnica de processo de fabricação com menor impacto ambiental em função da redução ou eliminação de aditivos, ligantes, e baixa geração de gases no momento do vazamento.