VARIÁVEIS TÉRMICAS E MICROESTRUTURA DA LIGA Al-5,5%Sn SOLIDIFICADA DIRECIONALMENTE

7/25/2019 VARIVEIS TRMICAS E MICROESTRUTURA DA LIGA Al-5,5%Sn SOLIDIFICADA DIRECIONALMENTE

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SERVIO PBLICO FEDERALMINISTRIO DA EDUCAO

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DO PARCURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

ANGELA DE JESUS VASCONCELOS

VARIVEIS TRMICAS E MICROESTRUTURA DA LIGA Al-

5,5%Sn SOLIDIFICADA DIRECIONALMENTE

BELM2013


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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DO PARCURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

ANGELA DE JESUS VASCONCELOS

VARIVEIS TRMICAS E MICROESTRUTURA DA LIGA Al-

5,5%Sn SOLIDIFICADA DIRECIONALMENTE

Trabalho Acadmico de Concluso de Curso,apresentado ao Colegiado Especfico deEngenharia de Materiais do Instituto Federalde Educao, Cincia e Tecnologia do Par IFPA, como requisito para a obteno doGrau de Bacharel em Engenharia deMateriais, sob a orientao do Prof. Dr.Otvio Fernandes Lima da Rocha.

BELM2013


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Dados para catalogao na fonteSetor de Processamento TcnicoBiblioteca IFPA - Campus Belm

_____________________________________________________________________

V331v Vasconcelos, Angela de Jesus.Variveis trmicas e microestrutura da liga Al-5,5%Sn solidificada

direcionalmente [manuscrito] / Angela de Jesus Vasconcelos. Belm, 2013.

67 f : il.

Impresso por computador (fotocpia).Orientador: Otvio Fernandes Lima da Rocha.Trabalho Acadmico de Concluso de Curso (Graduao em

Engenharia de Materiais)Instituto Federal de Educao, Cincia eTecnologia do ParIFPA, 2013.

1. Solidificao direcional horizontal. 2. Crescimentosdendrticos primrios modelos. 3. Regime transitrio de extraode calor. I. Ttulo.

CDD: 671.36_____________________________________________________________________


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A Deus por tudo que tem acrescentado dia aps dia.

Aos meus pais, Jos Maurcio Vasconcelos eTerezinha de Jesus Rodrigues Vasconcelos por todocarinho, companheirismo, ensinamento e incentivo.


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AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, por todo carinho, companheirismo,compreenso e ensinamentos;Ao meu orientador, Professor Otvio Rocha, peladedicao, pacincia nos anos que me orientou;Aos professores Daniel Moutinho e Nazareno Silva

por todo o ensinamento e incentivo durante as aulas ena orientao dentro dos laboratrios;Ao professor Evaldo Soares, pelos ensinamentos eser to solicito quanto ao uso dos Laboratrios deEngenharia de Materiais;Aos Amigos Felipe Barros, Tain Fernandes,Vanessa Barroso e todos os outros companheiros de

curso;Ao companheiro de iniciao cientfica RafaelKikuchi que participou ativamente na obteno dolingote e da caracterizao trmica e metalogrficadeste trabalho.Ao CNPq pela concesso da Bolsa de IniciaoCientfica bem como pelo apoio financeiroconcedido, atravs de Programa de Pesquisa, apoiado

pelo Edital Universal 014/2013/Processo:472745/2013-1, os quais contriburam para odesenvolvimento e finalizao do presente trabalho.


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Nunca esperei ser algum importante. Talvez no oseja, mas o que quer que eu seja, o que quer que eufaa, ser o que Deus escolheu pra mim. Sinto queEle observa cada passo meu.

Elvis Presley


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RESUMO

Este trabalho apresenta um estudo terico-experimental sobre a correlao entre as variveistrmicas de solidificao como velocidade de deslocamento da isoterma lquidus(VL) e a taxade resfriamento (TR) e os espaamentos dendrticos primrios (1) da liga Al-5,5%Snsolidificada direcionalmente em um dispositivo de configurao horizontal, refrigerado gua, sob condies transitrias de extrao de calor. As variveis trmicas so calculadas a

partir dos perfis de temperatura obtidos para 5 (cinco) termopares, inseridos no metal.Modelos tericos para a previso dos espaamentos dendrticos primrios, desenvolvidos pararegime transitrio de extrao e calor, so utilizados e comparados com os resultadosexperimentais obtidos. Ainda, um estudo comparativo realizado entre os resultadosencontrados neste trabalho e aqueles apresentados na literatura para os espaamentos

dendrticos primrios de ligas do sistema Al-Sn, investigadas quando solidificadasdirecionalmente em um sistema vertical ascendente. A anlise da microestrutura indica que osespaamentos dendrticos primrios so bastante influenciados pela direo de crescimento doslido e leis experimentais na forma de potncia em funo de V L e TR do tipo1= C(VL, TR)

-nso propostas, onde C e n so iguais a 62 e 1,1, para 1em funo de VLe iguais a 144 e 0,55, para 1em funo de TR. Os resultados subestimam os valores tericoscalculados a partir dos modelos numricos previstos na literatura.

Palavras-chave: Solidificao Direcional Horizontal, Modelos de Crescimento DendrticosPrimrios, Regime Transitrio de Extrao de calor.


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ABSTRACT

This paper presents a theoretical and experimental study on the correlation between thesolidification thermal variables such as rate growth ( VL) and cooling rate ( TR) and primarydendrite arm spacing (1) of the Al-5,5wt.%Sn directionally solidified in a water-cooledhorizontal configuration device under transient conditions of heat extraction. The thermalvariables are calculated from temperature profiles obtained for five (5) thermocouples insertedinto the metal. Theoretical models for the prediction of primary dendrite spacing, developedfor transient heat extraction, are used and compared with the experimental results. Still, acomparative study is conducted between the results found in this study and those reported inthe literature for primary dendrite spacing of Al-Sn alloys solidified in upward verticaldirectional condition. The microstructural analysis indicates that the primary dendrite

spacings are strongly influenced by the growth direction of solid and experimental power lawsas a function of the VL and TR given by formula 1 = C (VL, TR)

-n are proposed, where"C "and "n" are equal to 62 and 1.1 to 1 according VL and equal to 144 and 0.55 to 1according TR. The results underestimate the theoretical values calculated from numericalmodels published in the literature.

Keywords:Horizontal Directional Solidification, Primary Dendrite Growth Models,Transient Heat Extraction.


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LISTA DE FIGURAS

1.1 Representao esquemtica de microestrutura de fundidos (Garcia, 2007) 15

2.1 Encadeamento de fatores e eventos durante a solidificao de um metal (Garcia,

2007) 19

2.2 Esquema do dispositivo de solidificao unidirecional vertical ascendente

(Siqueira, 2002; Rocha, 2003; Spinelli, 2005; Silva, J, 2007) 22

2.3 Dispositivo de solidificao unidirecional vertical descendente: 1, sistema de

aquisio de dados; 2, material refratrio; 3, resistncias eltricas; 4, lingoteira; 5,

termopares; 6, registrador de dados; 7, cmara refrigerada; 8, rotmetro; 9, metal;

10, controle do forno (Rosa, 2007) 23

2.4 Esquematizao do dispositivo de solidificao unidirecional horizontal (Adaptado

de Silva, 2007) 24

2.5 Modos de transferncia de calor atuantes no sistema metal/molde na solidificao

horizontal (Dias, 2012) 25

2.6 Representao esquemtica da atuao dos fatores de influncia na formao das

estruturas de solidificao (Adaptado de Rocha, 2003; Rosa, 2007; Dias, 2012) 27

2.7 Esquema representativo dos espaamentos interdendrticos primrios (1),

secundrio (2) e tercirio (3) (Adaptado de Costa, 2013) 27

2.8 Mudana morfolgica na estrutura de crescimento medida que a velocidade

aumentada: (a) crescimento celular regular em baixas velocidades; (b) crescimento

celular com alterao na direo de crescimento; (c) transio celular/dendrtica;

(d) crescimento dendrtico com incio da formao de instabilidades laterais

(Adaptado de Garcia, 2007) 29

2.9 Condies de transio planar/celular/dendrtica pelo efeito de supe-resfriamento


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constitucional (Garcia, 2007) 29

3.1 Fluxograma das etapas adotadas no procedimento experimental deste trabalho 34

3.2 Diagrama de fase construdo no software Thermo-calc (Cruz et al., 2008) 36

3.3 Curva de resfrimento para caracterizao trmica da liga, obtida

experimentalmente, indicando os valores das temperaturas lquidus e slidus da

liga estudada 36

3.4 Representao esquemtica do dispositivo de solidificao direcional horizontal

utilizado nos experimentos deste trabalho (Silva, 2007) 38

3.5 Representao esquemtica do dispositivo de solidificao, mostrando sua

interface com o sistema de registro de temperaturas (Adaptado de Silva, 2007) 39

3.6 Macroestrutura da liga Al-5,5%Sn com destaque a TCE e a Regio de medio de

1. 40

3.7 Tcnica de Medidas dos espaamentos dendrticos primrios, utilizando o mtodo

do tringulo (Gndz et al., 2002; Rocha, 2003; Cruz et al., 2008): (a) esquema

representativo; (b) Microestrutura obtida deste trabalho 40

3.8 Analisador de Imagem utilizado para a obteno das micrografias Analysis no

Microscpio ptico Olimpus UC30, laboratrio de caracterizao IFPA (Dias,

2012) 41

3.9 Tratamento dos dados experimentais para obteno das variveis trmicas (Rocha,

2003) 43

4.1 Macroestrutura de solidificao da liga Al-5,5%Sn 44

4.2 Curva experimental de resfriamento da liga estudada. TLe TV so as temperaturas

lquiduse vazamento do metal lquido, respectivamente. 45

4.3 Posio das isotermas lquidus a partir da interface metal/molde em funo do

tempo da liga estudada 46


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4.4 Correlao entre velocidade de deslocamento da isoterma lquiduscom a posio 47

4.5 Taxa de resfriamento a partir da interface metal/molde em funo da posio 47

4.6 Micrografias da liga Al-5,5%Sn e os correspondentes valores de TR, VLe 1para a

liga Al-5,5%Sn solidificada direcionalmente em regime transitrio de extrao

calor 49

4.7 Correlao entre os espaamentos dendrtcos primrios e as variveis trmicas: (a)

1= f(P); (b) 1= f(VL); (c) 1= f(TR) 51

4.8 Comparao de dados experimentais retirados de Okamoto-Kishitake (1975), Cruz

(2008) e a equao experimental para espaamento dendrtico primrio em funo

da taxa de resfriamento do presente trabalho (Adaptado de Cruz, 2008) 53

4.9 Comparao entre os resultados experimentais obtidos e os modelos tericos e

transitrios de crescimento primrio, que so Hunt e Lu (1996) e Bouchard e

Kirkaldy (1997) 54


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LISTA DE TABELAS

2.1 Modelos tericos para crescimento dendrtico primrios 32

2.2 Leis experimentais para previso dos espaamentos dendrticos primrios para

ligas binrias base de alumnio

33

3.1 Anlise qumica da matria-prima utilizada nos experimentos 35

3.2 Propriedades Termofsicas da liga do sistema Al-5,5%Sn para o clculo dos

espaamentos tericos (Cruz et al.,2008; Bouchard-Kirkaldy, 1997)

41


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NOMENCLATURA

LETRAS LATINAS

a, C = constantes

Co= concentrao de soluto na liga

DL =difusividade de soluto no lquido (m2/s)

dP = derivada da posio

dt = derivada do tempo

dT = derivada da temperatura

GL= gradiente de temperatura frente isoterma lquidus(K/mm)ko= coeficiente de partio de soluto (adimensional)

L = calor latente de fuso do material (J/kg)

mL= inclinao da linha lquidus

m = valores variveis do teor de Sn iguais a: 10%, 30% e 40%

P = posio dos termopares

TF= temperatura de fuso (C)

TE= temperatura no ponto euttico (C)TV= temperatura de vazamento (C)

TR= taxa de resfriamento (K/s)

TL= temperatura lquidusda liga (C)

TS= temperaturaslidusda liga (C)

VL= velocidade da isoterma lquidus(mm/s)

VS= velocidade da isotermaslidus(mm/s)

LETRAS GREGAS

C= espaamento celular (m)

1= espaamentos dendrticos primrios (m)

2= espaamentos dendrticos secundrios (m)

= fator de correo do modelode Bouchard-Kirkaldy [ < 1]

T = intervalo de solidificao

= coeficiente de Gibbs-Thompson


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SUMRIO

1 INTRODUO..................................................................................................... 141.1 CONSIDERAES INICIAIS.............................................................................. 14

1.2 OBJETIVO............................................................................................................. 16

2 REVISO BIBLIOGRFICA............................................................................ 18

2.1 VARIVEIS TRMICAS E MICROESTRUTURA DE SOLIDIFICAO...... 18

2.1.1 Variveis Trmicas............................................................................................... 18

2.1.2 Anlise Experimental da solidificao unidirecional em condies

transitrias............................................................................................................. 212.1.3 Microestruturas de Solidificao......................................................................... 26

2.1.4 Leis de crescimento celular e dendrtico............................................................. 30

3 MATERIAIS E MTODOS................................................................................ 34

3.1 CONSIDERAES INICIAIS.............................................................................. 34

3.2 EQUIPAMENTOS E MATERIAIS UTILIZADOS.............................................. 35

3.3 DISPOSITIVO DE SOLIDIFICAO UNIDIRECIONAL HORIZONTAL...... 37

3.4 CARACTERIZAO MACRO E MICROESTRUTURAL................................. 39

4 RESULTADOS E DISCUSSES........................................................................ 44

4.1 MACROESTRUTURA DE SOLIDIFICAO.................................................... 44

4.2 PARMETROS TRMICOS DE SOLIDIFICAO VL, TR, GL........................ 45

4.3 PARMETROS MICROESTRUTURAIS DA SOLIDIFICAO...................... 48

4.3.1 Microestrutura (1)............................................................................................... 48

4.3.2 Correlao entre parmetros trmicos e microestrutura................................. 49

5 CONCLUSES..................................................................................................... 55

SUGESTES PARA TRABALHO FUTUROS................................................ 57

REFERNCIAS.................................................................................................... 58

PRODUO CIENTFICA ORIUNDA DESTE TRABALHO...................... 66


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1 INTRODUO

1.1 CONSIDERAES INICIAIS

O desenvolvimento na indstria para atender s necessidades de mercado tem se

intensificado na busca pelo aprimoramento de seus produtos, investindo na melhoria da

qualidade e reduo de gastos no custo de produo. A qualidade de um produto

proveniente dos processos mais primitivos de fundio e se estende at os processos finais,

relativos solidificao do produto e est diretamente relacionada ao material do qual

constitudo. Dessa forma, a difuso entre processamento, estrutura, propriedade e desempenho

de uma pea ou equipamento so de extrema importncia, pois fato conhecido que,

dependendo da forma como so processados, a morfologia macro e microestrutural

influenciam diretamente nas propriedades dos produtos finais, assim como no desempenho

que vai estar diretamente ligado a estas propriedades.

As propriedades mecnicas resultantes so determinadas pelo arranjo estrutural da

pea que caracterizada pelos espaamentos celular, dendrticos primrios, secundrios e

tercirios, alm de produtos segregados, porosidades e contornos de gro que esto dispostos

nesse arranjo, esquematizado na Figura 1.1. Quanto menores os espaamentos dendrticos

mais refinada a microestrutura apresentada, melhorando o desempenho mecnico dos

produtos fundidos (Bouchard-Kirkaldy, 1996; 1997; Quaresma, 2000; Osrio, 2000; Rocha,

2003a; 2003b; 2003c; 2003d; Peres et al., 2004;Garcia, 2007; Silva, 2007;Moutinho, 2007;Silva, 2008; Carvalho, 2011; Gomes, 2012; Dias, 2012; Costa, 2013).


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Figura 1.1Representao esquemtica de microestrutura de fundidos (Garcia, 2007).

Influenciados pela forte inter-relao entre processamento, estrutura, propriedades e

desempenho dos materiais, pesquisadores utilizam-se da solidificao direcional para

desenvolverem estudos capazes de explicar e provar essa inter-relao, a grande maioria nos

sistemas verticais ascendentes e descendentes. Outro objeto de estudo mais recente a

solidificao direcional com sistemas de configurao horizontal (Quaresma, 2000; Silva,

2007; Silva et al., 2009).

O aumento nas pesquisas direcionadas s ligas Al-Sn vem gerando novos interesses

de estudo, tendo em vista que a aplicabilidade dessas ligas decorre de suas propriedades

tribolgicas e mecnicas que combina uma grande resistncia ao desgaste com uma boa

resistncia corroso e conformabilidade, garantindo uma longa vida til ao material, com a

matriz de alumnio tenaz e as partculas de estanho atuando como lubrificante (Cruz, 2008).

Na indstria as ligas de Al-Sn so muito utilizadas na fabricao de capa de mancal, mancais

fundidos, buchas e bielas.

sabido, portanto, que as propriedades mecnicas so dependentes dos parmetros

operacionais envolvidos no processo de solidificao onde as condies adotadas so

definidas pela resistncia transferncia de calor na interface metal/molde assim como as


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propriedades termofsicas do lquido e do molde. A definio desses parmetros como

velocidade de solidificao (VL), gradiente de temperatura (GL) e taxa de resfriamento (TR)

que esto vinculados ao tempo e posio em relao interface metal/molde (Hunt, 1979;

Kurz & Fisher, 1981; Somboonsuk, 1984; Trivedi, 1984; Mortensen, 1991; Bouchard &

Kirkaldy, 1997; Chen, 1998; Gndz & ardili, 2002; Rocha, 2003a; Peres, 2004; Rosa,

2004; 2007), so determinantes na solidificao para a definio da microestrutura obtida e,

por conseguinte, seu desempenho mecnico. Assim, o estudo da microestrutura possui um

forte carter aplicativo em estudos, que influenciaram pesquisadores como Hunt e Lu (1996) e

Bouchard-Kirkaldy (1997) a desenvolverem modelos matemticos que correlacionam os

supracitados parmetros trmicos com a microestrutura dendrtica, sendo estes direcionados

para regime transiente, que visam prever propriedades futuras dos produtos finais

influenciadas pela microestrutura prognosticada.

Considerando o exposto, o objetivo principal deste trabalho visa desenvolver a

solidificao direcional da liga Al-5,5%Sn, buscando analisar a influncia das variveis

trmicas (VLe TR) nos espaamentos dendrticos primrios (1). Para tanto, ser utilizado um

dispositivo de solidificao direcional horizontal refrigerado gua.

1.2 OBJETIVO

Este trabalho foi planejado no sentido de desenvolver uma abordagem terico-

experimental da influncia dos parmetros trmicos sobre a quantificao microestrutural da

morfologia dendrtica primria da liga Al-5,5%Sn. Para o alcance do objetivo, as seguintes

metas so estabelecidas:

a) Reviso crtica e atualizada da literatura existente no que diz respeito s teorias e

trabalhos experimentais sobre o estudo dos espaamentos dendrticos primrios, em

ligas solidificadas unidirecionalmente sob condies transitrias de fluxo de calor, nos

sistemas verticais ascendente e descendente e horizontal;


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b) Realizao de experimentos de solidificao unidirecional horizontal com a liga Al-

5,5%Sn em condies transitrias de extrao de calor, utilizando dispositivo de

solidificao refrigerado gua, desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa de Metalurgia

do IFPA;

c) Obteno dos perfis de temperatura em funo do tempo para a liga Al-5,5%Sn em um

sistema de solidificao unidirecional horizontal refrigerado gua em condies

transientes de extrao de calor;

d) Determinao dos parmetros trmicos da solidificao, tais como: velocidades de

deslocamento da isoterma lquidus (VL) e taxas de resfriamento (TR), a partir dos

registros trmicos experimentais;

e) Caracterizao experimental da microestrutura resultante e quantificao dos

espaamentos dendrticos primrios para a liga estudada: espaamentos

interdendrticos primrios, empregando-se tcnicas metalogrficas;

f) Correlao dos espaamentos dendrticos primrios com variveis trmicas de

solidificao, para a liga Al-5,5%Sn, e determinao das equaes experimentais de

crescimento;

g)

Validao dos modelos tericos de crescimento dendrticos primrios previstos na

literatura para regime transitrio de extrao de calor, utilizando os resultados

experimentais obtidos neste trabalho;


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2 REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 VARIVEIS TRMICAS E MICROESTRUTURA DE SOLIDIFICAO

2.1.1

Variveis Trmicas

A busca por materiais com propriedades cada vez mais elevadas pelas indstrias

modernas requer um conhecimento mais aprofundado do processo de solidificao em metais

e ligas metlicas. Considerando a importncia cientfica e tecnolgica deste processo,

agregada ao seu vasto campo de aplicaes industriais, certamente o caracterizam como o

mais importante tipo de transformao de fases na cadeia produtiva das indstrias de

fundio. O processo de solidificao consiste fundamentalmente em um processo de

transferncia de massa e calor em regime transitrio onde h mudana de estado da fase

lquida para a fase slida, e em combinao de tcnicas de caracterizao macro e

microestruturais, permitem analisar a influncia das variveis de processo no desempenho dos

produtos gerados.

Variveis trmicas como temperatura de vazamento (TV), gradientes de temperatura

(GL), velocidades de evoluo das isotermas de transformao lquidus eslidus (VLe VS) e

taxas de resfriamento (TR) esto intimamente relacionadas com a cintica do processo de

solidificao e so fatores determinantes para a definio da morfologia e do nvel de refino

da macroestrutura e da microestrutura (Rocha, 2003; Silva, 2007; Moutinho, 2007; Silva,

2008; Cruz, 2010; Carvalho, 2011; Gomes, 2012; Dias, 2012; Costa, 2013; Garcia, 2007). Aspropriedades mecnicas so dependentes das estruturas de solidificao tanto em produtos

fundidos como em produtos submetidos a tratamentos trmicos. Dessa forma, as variveis

trmicas possuem grande influncia sobre a formao da estrutura de solidificao.

A transformao lquido/slido acompanhada por liberao de energia trmica para

o meio ambiente onde a frente de solidificao crescente e separada por duas fases de

propriedades termofsicas distintas. As propriedades do produto final so dependentes dos


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fenmenos decorrentes do processo de solidificao analisados desde a matria-prima lquida

inicial em conjunto com as determinaes das cinticas envolvidas na transformao de

estado, as etapas representadas no fluxograma da Figura 2.1 mostram satisfatoriamente o

encandeamento desse fenmeno.

Figura 2.1Encadeamento de fatores e eventos durante a solidificao de um metal (Garcia,2007).

Os experimentos envolvendo tcnicas de solidificao unidirecional tm sido

bastante utilizados para anlises de segregao e caracterizaes de estruturas, e podem ser


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estudadas em condies estacionrias e transitrias de fluxo de calor. Na condio

estacionria, o gradiente de temperatura (GL) e a velocidade de solidificao (VL) so

controlados de forma independente e mantidos constantes ao longo do experimento, como

aqueles que utilizam as tcnicas de Bridgman/Stockbarger (Gndz & ardili, 2002; Kurz &

Fisher, 1981; Tan & Zabaras, 2007; Trivedi, 1984). A utilizao desta tcnica muito til na

determinao de relaes quantitativas que envolvam microestrutura, como espaamento

interdendrticos e variveis trmicas de solidificao, a qual permite analisar a influncia de

cada varivel de forma independente e mapear experimentalmente os parmetros

microestruturais em um espectro mais amplo da amostra solidificada. Resultados

experimentais para espaamento dendrticos e modelos tericos de crescimento dendrtico

correspondentes existentes na literatura utilizam, na sua grande maioria, condies

estacionrias de trocas de calor.

Por outro lado, a condio transitria de fluxo de calor a que est presente nos

processos industriais (Siqueira, 2002; Rocha, 2003; Silva, 2007; Moutinho, 2007; Nogueira,

2011; Silva, 2011; Garcia, 2007). Nesta condio, a velocidade de avano da isoterma e o

gradiente trmico iro variar ao longo do tempo e da posio do metal em solidificao. Na

literatura, ainda so poucos os modelos tericos que relacionam parmetros microestruturais

com variveis trmicas de solidificao em condies transitrias de extrao de calor, como

os de Hunt-Lu (1996) e o de Bouchard-Kirkaldy (1997), e mesmo assim estes ainda no soamplamente validados em resultados experimentais, principalmente nos estudos para

solidificao com configurao horizontal, onde os efeitos convectivos so mais acentuados,

devido ao gradiente de temperatura ao longo do processo e diferena de densidade entre

solvente e soluto, o que configura, juntamente com a gravidade, uma conveco termosolutal,

fatores de grande influncia. Diante disto, torna-se de extrema importncia a avaliao

terico-experimental da influncia das variveis trmicas (GL, VL, e TR) em condies


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transientes de extrao de calor, sobre os parmetros da macroestrutura e da microestrutura

resultantes do processo de solidificao unidirecional horizontal, para diversos sistemas

metlicos binrios, e em uma ampla faixa de concentrao de soluto. Destacamos os trabalhos

(Rocha et al., 2003a; 2003b; 2003c; 2003d; Rosa, 2004; Silva, et al., 2009; Carvalho, 2011;

Nogueira et al., 2012; Kikuchi et al., 2011; Costa, 2013) elaborados recentemente para

condio direcional horizontal sob condies transitrias de extrao de calor.

2.1.2 Anlise Experimental da solidificao unidirecional em condies transitrias

O fenmeno da solidificao pode ser averiguado experimentalmente em relao

direo de extrao de calor e ao sentido de avano da frente de solidificao. Na literatura,

existem trabalhos que avaliam a influncia de fatores como, por exemplo, a conveco natural

devido a fatores trmicos e composicionais, na formao e nos parmetros quantificadores das

estruturas de solidificao. Essas investigaes tm permitido a obteno de muitas

informaes relevantes sobre a evoluo da cintica do processo de solidificao e sobre a

redistribuio de soluto (macrossegregao e microssegregao) de ligas de sistemas

metlicos (Siqueira, 2002; Osrio, 2003; Rocha, 2003; Spinelli, 2005; Rosa, 2004; 2007;

Silva, 2007; Moutinho, 2007; Cruz, 2008; Cruz et al., 2010 Cant, 2009; Moutinho, 2012;

Nogueira, 2011; Dias, 2012; Costa, 2013).

O estudo da solidificao unidirecional vertical em condies transitrias, porexemplo, pode ser estudada considerando a direo do fluxo de calor extrado, onde o sentido

de avano da frente de solidificao que pode ser ascendente ou descendente. Nas condies

de avano ascendente (Figura 2.2), durante a solidificao, o soluto rejeitado frente da

interface slido/lquido, e dependendo do conjugado soluto/solvente, pode ocorrer a formao

de um lquido interdendrtico mais denso do que o restante do volume total do metal lquido,

ocasionando assim, no que diz respeito movimentao de lquido, uma solidificao com


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completa estabilidade do processo (Garcia, 2007). Dessa forma, o arrefecimento do metal

ocorre na parte inferior, produzindo um perfil de temperaturas no lquido crescente rumo ao

topo da lingoteira e forando o soluto a ser empurrado por essa fronteira de transformao

slido/lquido, o que vai minimizar as correntes convectivas tanto por diferenas de

temperatura quanto por diferenas de concentrao. Nesta condio, como a transferncia de

calor dentro do lingote ocorre essencialmente por conduo trmica unidirecional, a anlise

experimental e os clculos tericos so isentos desse complicador (conveco natural).

Figura 2.2Esquema do dispositivo de solidificao unidirecional vertical ascendente(Siqueira, 2002; Rocha, 2003).

Para a solidificao no sentido descendente, desenvolvido por Spinelli (2005),

representado na Figura 2.3, a configurao quanto estruturao bastante similar ao

anterior, sendo que a cmara refrigerada gua localizada no topo do lingote. Dessa forma,

a fora peso atua no sentido de deslocamento do metal que vai se solidificando no lingote a


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partir do contato com a base refrigerada, provocando mais precocemente uma situao de

maior resistncia trmica na interface metal/molde, o que vai influenciar diretamente na

cintica da transformao lquido/slido, quando comparada a solidificao ascendente. Outro

fator influente a presena do movimento convectivo, que estar presente j que o perfil de

temperatura do lquido crescente em direo base do lingote, isolada termicamente

diminuindo as conveces por diferena de temperatura dentro do lquido. Nessas condies,

se o soluto rejeitado provocar um lquido interdendrtico com maior densidade do que a do

lquido na concentrao nominal da liga, alm da conveco por diferenas de temperaturas,

ocorrer tambm conveco por diferenas de densidade (Spinelli, 2005).

Figura 2.3Dispositivo de solidificao unidirecional vertical descendente: 1, sistema deaquisio de dados; 2, material refratrio; 3, resistncias eltricas; 4, lingoteira; 5, termopares;

6, registrador de dados; 7, cmara refrigerada; 8, rotmetro; 9, metal; 10, controle do forno(Spinelli 2005; Rosa, 2007).

O sistema de solidificao unidirecional horizontal (Figura 2.4) o que possui uma

configurao mais complexa no que se refere determinao das variveis trmicas de

solidificao. O processo de transformao do lquido em slido pode ser conduzido de duas

maneiras distintas. Na primeira maneira, o vazamento do metal lquido feito dentro de um


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molde isolado termicamente nas laterais da lingoteira e a extrao de calor ocorre apenas de

uma das paredes com um bloco macio metlico ou com uma cmara de refrigerao,

induzindo que a extrao de calor ocorra somente por esta superfcie, neste caso o vazamento

provoca uma turbulncia provocando correntes de conveco forada com intensidades

diferentes ao longo do lingote e levam algum tempo para se dissipar. A segunda maneira, o

sistema semelhante ao primeiro, mas nesse caso o sistema permite fundir o metal em seu

interior at que determinada temperatura seja alcanada, garantindo a fuso total do metal

dentro do molde proporcionando uma maior estabilidade em relao ao movimento

convectivo do metal lquido.

Figura 2.4Esquematizao do dispositivo de solidificao unidirecional horizontal(Adaptado de Silva, 2007).

Entretanto, convm ressaltar que no possvel assegurar as mesmas variveis

trmicas de solidificao ao longo de diferentes seces horizontais da base refrigeradas

extremidade oposta do lingote, uma vez que instabilidades trmicas e diferenas de massa

especfica no lquido iro gerar correntes convectivas que sero diferentes ao longo dessas

seces. O perfil trmico da evoluo da solidificao deve ser levantado em uma seco

horizontal o mais prximo possvel da interface metal/molde, a partir da qual sero retiradas


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as amostras para anlise da estrutura. (Quaresma et al., 2000; Osrio, 2003; Goulart, 2006;

Silva, 2007; Moutinho, 2007).

O esquema apresentado na Figura 2.5 sintetiza em detalhe os provveis modos de

transferncia de calor que podem estar presentes ao longo do processo de solidificao

unidirecional horizontal em um molde metlico refrigerado gua como, por exemplo,

conveco forada na gua, transferncia newtoniana na interface gua/molde, conduo no

molde, transferncia newtoniana na interface molde/metal, conduo trmica no metal slido,

conveco e conduo trmica no metal lquido. Todas essas variveis presentes no caso deste

dispositivo tornam o modelo de solidificao horizontal o mais complexo de ser analisado

dentre os trs dispositivos abordados.

Figura 2.5Modos de transferncia de calor atuantes no sistema metal/molde na solidificaohorizontal (Dias, 2012).

apropriado destacar que para analisar experimentalmente a solidificao, foram

desenvolvidas vrias pesquisas na literatura utilizando-se de configuraes diferentes para

dispositivos que geram unidirecionalidade de extrao de calor (Siqueira, 2002; Rocha, 2003;


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Peres, 2005; Spinelli, 2005; Boeira, 2006; Rosa, 2007; Cant, 2009; Silva, 2011; Nogueira,

2011; Carvalho, 2011; Moutinho, 2012; Gomes, 2012; Dias, 2013).

2.1.3 Microestruturas de Solidificao

As diferentes microestruturas resultantes do processo de solidificao esto

fortemente relacionadas com a modificao da interface entre o slido e o lquido (S/L). Sob

condies ideais, para metais puros, essa interface deveria permanecer plana, entretanto, as

alteraes nos parmetros constitucionais e trmicos do sistema metal/molde decorrentes do

processo de solidificao fazem com que o soluto ou o solvente sejam segregados o que gera

instabilidade no lquido frente dessa interface, dando origem s microestruturas.

A termodinmica do processo impe uma rejeio de soluto ou solvente frente

interface S/L, originando um fenmeno favorvel nucleao, o qual responsvel por sua

instabilidade, mais conhecida na literatura como super-resfriamento constitucional (SRC).

Dependendo do valor do SRC a instabilidade d origem a diferentes morfologias e que, por

ordem crescente desse valor, so denominadas por: planar, celular e dendrtica. A Figura 2.6

apresenta de forma esquemtica, a influncia dos fatores como concentrao de soluto (Co),

velocidade de deslocamento da isoterma lquidus (VL), e o gradiente trmico (GL), para a

instabilidade da interface S/L e, consequentemente, para a formao das microestruturas.


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Figura 2.6Representao esquemtica da atuao dos fatores de influncia na formao dasestruturas de solidificao (Adaptado de Rocha, 2003; Rosa, 2007; Dias, 2012).

Quando ocorre na solidificao apenas uma pequena quantidade de super-

resfriamento constitucional, a interface S/L costuma desenvolver uma morfologia celular.

Entretanto, o aumento do grau de SRC, leva a instabilidades de maior ordem e, ao invs de

formar uma estrutura celular, ocorre o surgimento de uma estrutura mais ramificada com

braos secundrios e at tercirios, caracterizando as redes dendrtica (Figura 2.7).

Figura 2.7Esquema representativo dos espaamentos interdendrticos primrios (1),

secundrio (2) e tercirio (3) (Adaptado de Costa, 2013).


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Os espaos existentes entre centros de clulas e de ramificaes ou braos

dendrticos so definidos como espaamentos intercelulares e interdendrticos, muito

utilizados na caracterizao quantitativa da microestrutura formada. As diferentes morfologias

de estruturas formadas so fortemente influenciadas pela instabilidade causada por diferentes

valores do SRC. Entretanto, a modificao morfolgica da interface plana para a dendrtica

no ir depender somente do gradiente trmico GL, ela est diretamente relacionada com a

razo GL/VL, e na medida em que esse valor cai abaixo de um valor crtico, a instabilidade da

interface inevitvel e estruturas celulares e dendrticas sero formadas (Kurz & Fisher,

1992; Koseki & Flemings, 1995; Hunt & Lu, 1996; Trivedi et al., 2001; Castro et al., 2001).

Dessa forma, a regio super-resfriada constitucionalmente estendida e a clula

comea a se desviar da forma circular original, passando a apresentar uma configurao

denominada de cruz de malta, conforme mostra o esquema apresentado pela Figura 2.8.

Nessas condies de solidificao os fatores cristalogrficos passam a exercer elevada

influncia quanto ao crescimento da microestrutura, passando a ser desviado para a direo

cristalogrfica preferencial (Chalmers, 1968; Flemings, 1974; Kurz & Fisher, 1984; 1992;

Garcia, 2007; Ding & Tewari, 2002; Rocha 2003).

Portanto, o crescimento de clulas regulares se d a velocidades baixas e

perpendicularmente interface slido/lquido e na direo de extrao do fluxo de calor,

sendo praticamente independente da orientao cristalogrfica e, com o aumento do grau desuper-resfriamento constitucional ocorrem instabilidades de maior ordem, com surgimento de

braos secundrios que caracterizam a rede dendrtica (Spinelli, 2005). Essa transio de

celular para dendrtica influenciada por fatores cristalogrficos terminam quando a direo

preferencial atingida (Ding et al., 1996; 1997; Yu et al, 1999; Ding & Tewari, 2002).


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Figura 2.8Mudana morfolgica na estrutura de crescimento medida que a velocidade

aumentada: (a) crescimento celular regular em baixas velocidades; (b) crescimento celularcom alterao na direo de crescimento; (c) transio celular/dendrtica; (d) crescimentodendrtico com incio da formao de instabilidades laterais (Adaptado de Garcia, 2007).

Na Figura 2.9, pode ser observada a influncia da razo GL/VLna instabilizao da

interface planar. Uma liga de composio Co, constituda por uma estrutura planar, por

exemplo, a mudana de estrutura para celular ou dendrtica pode ser conseguida pela

imposio de um aumento gradativo da velocidade de solidificao ocasionando,

consequentemente, a diminuio da razo GL/VL.

Figura 2.9Condies de transio planar/celular/dendrtica pelo efeito de super-resfriamento constitucional (Garcia, 2007).


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2.1.4 Leis de crescimento celular e dendrtico

fato comprovante que sob a maioria das condies em que o processo de

solidificao geralmente ocorre, a morfologia dendrtica a microestrutura predominante nos

produtos fundidos obtidos e exerce elevada influncia nas propriedades futuras. Assim sendo,

vrios pesquisadores no mundo procuram desenvolver modelos matemticos que permitam

prever a microestrutura de solidificao.

Microestruturas dendrticas refinadas, caracterizadas por espaamentos de braos

dendrticos so reconhecidamente superiores uma vez que proporcionam melhores

propriedades mecnicas como, por exemplo, ductilidade e limite de resistncia trao

(Osrio, 2003; Quaresma et al., 2000). Assim, prefervel a utilizao de sistemas de

solidificao com condies de resfriamento mais eficazes, o que vai permitir a obteno de

microestruturas com espaamentos menores e com uma distribuio mais uniforme da

segregao microscpica existente entre as ramificaes celulares e dendrticas para a melhor

caracterizao.

Ao longo dos anos, muitas pesquisas tm sido desenvolvidas objetivando investigar

os parmetros operacionais e trmicos que influenciam o grau de refino de uma estrutura

dendrtica. Assim, uma interessante forma de estudar o crescimento de clulas e dendritas em

peas fundidas fundamentada na anlise de estruturas brutas obtidas a partir de sistemas de

solidificao unidirecional. Modelos tericos para ligas binrias (Okamoto & Kishitake, 1975;Hunt, 1979; Kurz & Fhisher, 1984; 1986; 1989; 1992; Trivedi, 1984; Hunt & Lu, 1996;

Bouchard & Kirkaldy, 1997), fundamentados nesses sistemas de solidificao, foram

desenvolvidos para examinar a influncia dos parmetros trmicos da solidificao sobre os

espaamentos celulares e dendrticos primrios e secundrios. A partir de modelos propostos

pela literatura, apenas o de Hunt-Lu e Bouchard-Kirkaldy so elaborados para condies de

solidificao em regime transitrio de extrao de calor; os demais so para regime


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estacionrio. Esses estudos tm estabelecido relaes entre parmetros estruturais e

parmetros trmicos de solidificao na forma generalizada pela Equao (2.1).

, , = CG, V, TR (2.1)

Onde C uma constante que depende do tipo de liga; o a um expoente que tem

sido determinado experimentalmente na literatura para uma srie de ligas (Horwath &

Mondolfo, 1962; Couthard & Elliot, 1967; Spittle & Lloyd, 1979; McCartney & Hunt, 1981;

Billia et al., 1981; Tunca & Smith, 1988; Kirkaldy et al., 1995; Ding et al., 1996; Bouchard &

Kirkaldy, 1997; Rios & Caram, 1997; Lapin et al., 1997; Lee et al., 1998; Chen & Kattamis,

1998; Li et al., 1998; Li & Beckermann, 1999; ODell, Ding &Tewari, 1999; Feng et al.,

1999; Lima & Goldenstein, 2000; Yang et al., 2000; Rocha et al., 2000; 2002; 2003; ardili

& Gunduz, 2000; Drevet et al., 2000; Quaresma et al., 2000; Osrio & Garcia, 2002;

Moutinho, 2011; Silva, 2007; Cant, 2009; Dias, 2012; Carvalho, 2011; Nogueira, 2011;

Nogueira et al., 2012; Kikuchi et al., 2011; Cruz, 2008; Costa, 2013); C, 1 e 2 so,

respectivamente, espaamentos celulares, dendrticos primrios e dendrticos secundrios; GL

o gradiente de temperatura frente da isoterma lquidus; VL a velocidade de deslocamento

da isoterma lquidus, e; TR a taxa de resfriamento, que pode ser expressa tambm pelo

produto GL.VL(Spinelli, 2005).As Tabelas 2.1 e 2.2 apresentam, respectivamente, os modelos tericos para

crescimento celular e dendrticos primrios e os experimentais desenvolvidos para ligas

binrias base de alumnio, sob condies direcionais e transitrias de extrao de valor.

Observa-se pela Tabela 2.2, os modelos experimentais das leis que representam o crescimento

dos espaamentos dendrticos primrios que igual quela representada pela Equao 2.1,


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isto , uma frmula do tipo potncia onde o expoente a pode ser igual a 1,1 e 0,55 para

correlao de 1com VLe TR, respectivamente.

Tabela 2.1Modelos tericos para crescimento dendrtico primrios

Autor Modelo MatemticoRegime deExtraode Calor

Equao

Okamoto eKishitakeOK (1975)

= 2 mDC1 kVG

Estacionrio 2.2

Hunt

H (1979) ou = 2,83mC1 kD G V Estacionrio 2.3Kurz e FisherKF (1981) = 4,3 [TDk ]

G V Estacionrio 2.4TrivediT (1984) = 22LmC1 kD G V Estacionrio 2.5Hunt e LuHL (1996) = 4,09k, (T)

, D,V, Estacionrioe transitrio 2.6

Hunt e LuHL (1996)

= 0,07798V,V G,G,

a = 1,131 0,1555logG 0,007589logG

=Tk , G =GkT =, e V =VkDT

Estacionrioe transitrio

2.7

Bouchard eKirkaldyBK (1997)

= a 16C GD1 kmGV

Transitrio 2.8

c, 1, so, respectivamente, os espaamentos dendrticos celular e primrio;

mL, a inclinao da linha lquidus;

DLdifusividade de soluto no lquido;

C0, composio de soluto da liga;

k0coeficiente de partio de soluto

VL, velocidade de deslocamento da isoterma lquidus, e

GL, gradiente de temperatura frente da isoterma lquidus.


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G0, parmetro caracterstico 600 x 6 Kcm-1 (valor definido para compostos orgnicos).(Bouchard e Kirkaldy, 1997).

a1, fator de calibrao do modelo

L, calor latente de fuso e ocoeficiente de Gibbs-Thonson.

Tabela 2.2Leis experimentais para previso dos espaamentos dendrticos primrios paraligas binrias base de alumnio

Autor Liga Lei de CrescimentoSistema de

SolidificaoEquao

Rocha (2003)Al-5%Cu = 250TR, VerticalAscendente 2.9Al-8%CuAl-15%Cu

Peres (2005)

Al-3%Si

= 220TR, VerticalAscendente 2.10Al-5%SiAl-7%SiAl-9%Si

Cruz (2008)Al-20%Sn = 70TR, VerticalAscendente 2.11Al-30%SnAl-40%Sn

Cant (2009)

Al-1%Ni

= 100TR, VerticalAscendente

2.12

Al-1,9%NiAl-3%Ni

Al-4,7%NiAl-5%Ni

Al-2,5%Ni = 220TR,Carvalho (2013)

Al-3%Si = 240TR, Horizontal 2.13Al-7%SiAl-9%Si


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3 MATERIAIS E MTODOS

3.1 CONSIDERAES INICIAIS

As etapas de preparao, determinao dos parmetros trmicos e caracterizao da

liga, podem ser organizadas em forma de fluxograma, conforme Figura 3.1.

Figura 3.1Fluxograma das etapas adotadas no procedimento experimental deste trabalho.

Etapa 1

Clculo estequiomtrico para a obtenao da composio

desejada;

Corte e pesagem dos elementos componentes da liga

estudada;

Introduo e aquecimento da liga no forno mufla;

Fuso dos componentes da liga no forno mufla.

Etapa 3

Corte do lingote para a obteno da respectiva macroestrutura;

Corte e embutimento das correspondentes microestruturas;

Preparao metalogrfica das amostras;

Caracterizao macro e microestrutural da mesma.

Etapa 2

Vazamento da liga no dispositivo de solidificao horizontal;

Mapeamento das temperaturas do metal durante o processo de

solidificao;

Obteno dos perfis de temperatura da liga estudada;

Determinao dos parmetros trmicos de solidificao de

interesse.

Etapa 4

Medio dos espaamentos dendrticos primrios;

Determinao das leis experimentais de crescimento em funo das

variveis trmicas de solidificao;

Comparao dos resultados obtidos com os modelos experimentais

existentes na literatura.


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3.2 EQUIPAMENTOS E MATERIAIS UTILIZADOS

A liga investigada foi obtida a partir de lingotes de alumnio e estanho

comercialmente puros, cujas composies qumicas so apresentadas na Tabela 3.1. Para

elaborao da mesma, os referidos lingotes foram seccionados em pequenas quantidades em

uma serra de fita na proporo estequiometricamente exata e a seguir pesados em uma

balana eletrnica analtica com preciso de 0,01g. O alumnio foi introduzido em um cadinho

de carbeto de silcio, previamente revestido com uma camada de alumina para evitar a

contaminao das ligas, sendo em seguida conduzido at um forno tipo mufla, com

capacidade mxima de temperatura de trabalho de 1250 oC, interiormente revestido com

placas refratrias e controle de processamento de temperatura. Devido s temperaturas de

fuso dos componentes serem bastante diferentes, a liga foi obtida mediante o mecanismo de

difuso do soluto na matriz lquida do solvente, ou seja, aps a total fuso do alumnio o

cadinho foi retirado do forno sendo ento o estanho adicionado ao metal lquido. A mistura

foi homogeneizada com uma vareta de ao revestida com alumina a fim de facilitar a

incorporao do estanho na matriz de alumnio.

Tabela 3.1Anlise qumica da matria-prima utilizada nos experimentos

Metal

Composio Qumica % (em peso)

Al Fe Ni Si P Ca Ti SnAl 99,7 0,14 0,0069 0,1 - 0,0162 - 0,0084Sn


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final da solidificao, conforme indicado no diagrama de equilbrio de fases, para ajuste da

composio de soluto. As Figuras 3.2 e 3.3 apresentam, respectivamente, o diagrama de

equilbrio de fases, construdo a partir do software Thermo-calc, e a curva de resfriamento

obtida experimentalmente que caracteriza termicamente a liga Al-5,5%Sn, indicando os

valores das temperaturas lquiduseslidusda liga estudada.

Figura 3.2Diagrama de fase construdo no software Thermo-calc (Cruz et al., 2008).

Figura 3.3Curva de resfrimento para caracterizao trmica da liga, obtidaexperimentalmente, indicando os valores das temperaturas lquiduseslidusda liga estudada.


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3.3 DISPOSITIVO DE SOLIDIFICAO UNIDIRECIONAL HORIZONTAL

O dispositivo de solidificao e o sistema de aquisio de dados empregados nos

experimentos so mostrados de forma esquemtica nas Figuras 3.4 e 3.5, respectivamente.

Utilizado pela primeira vez por Silva (2007), integrante do Grupo de Pesquisa em Metalurgia

(GPM) do IFPA, foi projetado de tal maneira que o calor do metal lquido fosse extrado

somente atravs de um sistema refrigerado gua, localizado em uma das extremidades do

molde, promovendo assim a solidificao direcional horizontal. A lingoteira de ao inoxidvel

utilizada possui 110 mm de comprimento, 70 mm de largura, 60 mm de altura e 3 mm de

espessura. As superfcies laterais internas da mesma foram revestidas com camadas de

alumina e a parte superior foi isolada com material refratrio para evitar perdas de calor para

o meio ambiente.

Inicialmente, a liga estudada foi fundida in situ no dispositivo de solidificao e, em

seguida, levada at a temperatura correspondente a 10% acima de sua temperatura lquidus,

visando garantir a formao da zona colunar uma vez que os espaamentos primrios devem

ser quantificados na referida regio (Gndz et al., 2002; Rocha et al., 2003a; 2003b). Depois

de atingido o nvel de superaquecimento desejado, as resistncias eltricas do dispositivo

foram ento desligadas e, imediatamente, acionado o sistema de refrigerao a gua. Os jatos

do fluido refrigerante, direcionados to somente a uma das paredes laterais do molde,

induziram uma extrao de calor no sentido longitudinal, ou seja, apenas na direo horizontalconforme estabelecido neste estudo. Os valores das temperaturas no metal fundido foram

medidos em diferentes posies durante a solidificao e os dados obtidos foram armazenados

automaticamente. Para tanto, cinco termopares tipo K (Chromel - Alumel) foram

posicionados, conforme indicado nas Figuras 3.4 e 3.5, a distncias correspondentes a 5, 10,

15, 30 e 50 mm da superfcie de extrao de calor. Os termopares foram calibrados com base

no ponto de fuso do alumnio indicando flutuaes em torno de 1oC e conectados atravs de


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cabos coaxiais a um sistema de aquisio de dados em um computador. As principais

caractersticas dos termopares utilizados so as seguintes: dimetro igual a 1,5 mm; faixa de

utilizao at 1260 o

C (0,000 a 50,990) mV; potncia termoeltrica: 4,04 mV (100o

C). O

AMR-Software, marca ALMEMO Data-Control, foi o software utilizado para acompanhar,

registrar e armazenar os dados obtidos pelos termopares durante o processo de solidificao,

alm de possibilitar um monitoramento on-line dos dados medidos.

As variveis trmicas experimentais como velocidade de deslocamento da isoterma

lquidus (VL) e a taxa de resfriamento (TR) foram determinadas a partir dos perfis de

temperaturas obtidos para as cinco posies dos termopares, utilizando-se da tcnica

detalhada por Rocha et al.(2003a; 2003b; 2000).

Figura 3.4Representao esquemtica do dispositivo de solidificao direcional horizontalutilizado nos experimentos deste trabalho (Silva, 2007).


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Figura 3.5Representao esquemtica do dispositivo de solidificao, mostrando suainterface com o sistema de registro de temperaturas (Adaptado de Silva, 2007).

3.4 CARACTERIZAO MACRO E MICROESTRUTURAL

Finalmente, para caracterizar e quantificar a estrutura dendrtica analisada,

inicialmente foi revelada a macroestrutura de solidificao, visando avaliar a direcionalidade

da extrao de calor e, ao mesmo tempo, identificar o limite de formao dos gros colunares,

pois a literatura (Rocha, 2003; Spinelli et al., 2004; Cant et al., 2007; Hunt et al., 1996;

Hunt, 1979) orienta que na regio de crescimento desses gros que os espaamentos

primrios devem ser medidos. Para tanto, o reagente qumico Keller (10 ml de HF, 15 ml de

HCl, 25 ml de HNO3 e 50 ml de gua destilada) foi preparado e aplicado por imerso do

lingote no mesmo, durante um tempo de 30 segundos, at a completa revelao da

macroestrutura. Aps essa etapa, foram retirados transversalmente ao longo do comprimento

longitudinal do lingote dez corpos de prova, nas posies correspondentes a 10, 15, 20, 30,

40, 50, 60, 70, 80 e 90 mm, em relao interface metal/molde, destacando que na posio

central de 90 mm em relao base refrigerada foi observada a transio colunar/equiaxial

(TCE). A Figura 3.6 mostra a macrografia do lingote obtido para a liga Al-5,5%Sn, estudada

neste trabalho, indicando a posio da TCE e a regio de retirada dos corpos de provas para


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caracterizao e quantificao dos espaamentos dendrticos primrios (1). Logo, os corpos

de prova foram embutidos a frio, lixados e polidos com pasta de diamante de 6 m at 1 m.

Finalmente, foi realizado o ataque qumico com soluo de 5% de NaOH em gua destilada

para revelar as microestruturas. As miccrografias foram obtidas em um Microscpio

esteoscpico Olympus-Arotec SZ-61com luz refletida acoplada com cmera UC-30 a partir

do software analisador de imagens AnalySIS 5.1 da Olympus representado na Figura 3.8, e a

obteno das medidas de 1 foram realizadas utilizando-se o software Image Tool (IT),

disponvel na internet. O mtodo para quantificar os valores desses espaamentos se encontra

esquematizado na Figura 3.7 e foi utilizado por ardilli et al.(2000) e Rocha et al. (2003a;

2003b; 2000; 2002).

Figura 3.6Macroestrutura da liga Al-5,5%Sn com destaque a TCE e a Regio de mediode 1.

Figura 3.7Tcnica de Medidas dos espaamentos dendrticos primrios, utilizando omtodo do tringulo (Rocha, 2003; Gndz et al., 2002; Cruz et al., 2008): (a) esquema

representativo; (b) Microestrutura obtida deste trabalho.


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Figura 3.8Analisador de Imagem utilizado para a obteno das micrografiassoftwareAnalySIS 5.1 no Microscpio ptico Olympus UC30Laboratrio de Caracterizao de

MateriaisLCM do IFPA (Dias, 2012).

A Tabela 3.2 apresenta as propriedades termofsicas aplicadas nos modelos

matemticos utilizados para o clculo dos valores tericos dos espaamentos dendrticos

primrios.

Tabela 3.2Propriedades Termofsicas das ligas do sistema Al-Sn para o clculo dosespaamentos tericos (Cruz et al., 2008; Bouchard-Kirkaldy, 1997).

Propriedades Al Sn Al-5,5%SnSkgm

2550 7166 3011,6

Lkgm

2368 6986 2829,8L (J/kg ) 397500 60700 -TF[

oC] 660 232 -TL[

oC] - - 650TE[

oC] - - 227k0 - - 0,041

m - - 177,4 x 10-9D [m2/s] - - 3,5 x 10-9

As curvas experimentais da variao de temperatura com o tempo, obtidas para

diferentes posies de termopares, foram armazenadas no registrador de temperatura e


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posteriormente processadas no programa Origin 8.0, o qual gera curvas que representam

perfis de temperatura para cada termopar, conforme esquema mostrado na Figura 3.9.

A partir dessas curvas, podem ser determinadas para todas as ligas analisadas

experimentalmente, as variveis trmicas de solidificao (VL, GL, TR). As velocidades

experimentais para a isoterma lquidus(VL) so determinadas a partir da derivao da funo

P=f(t), ou seja, VL=dP/dt, onde a funo P=f(t) foi obtida experimentalmente pela interseo

das retas de cada temperatura lquidus (TL) com os perfis trmicos em cada posio dos

termopares, ou seja, a partir da TL das ligas traa-se uma reta paralela ao eixo do tempo

indicado no grfico que representa o perfil trmico, conforme esquema indicado na Figura

3.9. A partir das intersees dessa reta com os perfis trmicos, obtm-se o tempo

correspondente. O tempo correspondente pode ser definido como sendo o tempo, t, de

passagem da isoterma lquidus, TL,para cada posio do termopar. Ento, os resultados dos

pares ordenados posies, P, e os tempos, t, (P, t) obtidos a partir do procedimento, permitem

que seja traado um grfico experimental da posio da isoterma lquidus com o tempo.

As taxas de resfriamento (TR) foram obtidas experimentalmente para cada posio

dos termopares, atravs das intersees das retas de cada temperatura lquidus (TL) com os

perfis trmicos em cada posio dos termopares, e a partir do resultado da leitura do quociente

das temperaturas imediatamente antes e depois da TLe dos tempos correspondentes, isto ,

dTR=dT/dt. A Figura 3.9 representa tambm a metodologia esquemtica do procedimentoutilizado para os clculos de VLe TR.


45/68

43

Figura 3.9Tratamento dos dados experimentais para obteno das variveis trmicas(Rocha, 2003).


46/68

44

4 RESULTADOS E DISCUSSES

4.1 MACROESTRUTURA DE SOLIDIFICAO

A macroestrutura de solidificao do lingote obtido para a liga Al-5,5%Sn, vazada

com um superaquecimento de 10% da temperatura lquidus (TL = 650C), pode ser observada

na Figura 4.1. Verifica-se que a Transio Colunar-Equiaxial (TCE) ocorreu em uma faixa de

posio que variou de 80 a 98 mm em relao base refrigerada. Sabe-se que fenmenos

fsicos complexos, provocados pela conveco devida os gradientes de temperaturas e a

rejeio de soluto frente interface de solidificao, que somada com o efeito da gravidade

(g), atuando em direo perpendicular interface slido/lquido (S/L), devem estar

provocando a morfologia da TCE caracterizada na Figura 4.1. Estudos mais aprofundados

esto sendo desenvolvidos pelo Grupo de Pesquisa GPM para explicar fisicamente o

fenmeno. Imaginando uma linha na longitudinal do lingote, rea de retirada dos corpos de

provas para caracterizao e quantificao de 1, pode-se observar que a TCE ocorre a 90 mm

da interface metal-molde.

Figura 4.1Macroestrutura de solidificao da liga Al-5,5%Sn.


47/68

45

4.2 PARMETROS TRMICOS DE SOLIDIFICAO VL, TR, GL

A Figura 4.2 apresenta a curva correspondente s respostas dos termopares inseridos

no interior da lingoteira em diferentes posies da superfcie resfriada para a liga estudada, no

experimento de solidificao em regime transitrio de extrao de calor.

0 100 200 300 400 500

0

100

200

300

400

500

600

700

800

TL

Temperatura(C)

Tempo (s)

Termopar 05 mm

Termopar 10 mm

Termopar 15 mm

Termopar 30 mm

Termopar 50 mm

Al-5,5%Sn

TL

= 650oC

TV

= 715oC

Figura 4.2Curva experimental de resfriamento da liga estudada. TLe TV so as temperaturaslquiduse vazamento do metal lquido, respectivamente.

Para a determinao dos valores dos parmetros trmicos de solidificao VL e TR,

que variam tanto em funo do tempo como da posio durante a solidificao, as leituras dos

termopares (Figura 4.2) foram utilizadas para gerar um grfico da posio da interface

metal/molde em funo do tempo correspondente passagem da frente lquidus pelos

termopares. Os tempos experimentais foram obtidos a partir das intersees das retas de cada

temperatura lquidus(TL) com as curvas de resfriamento, para cada posio dos termopares.

Uma tcnica de ajuste por curva a esses pontos experimentais gerou uma expresso algbrica

da posio em funo do tempo, conforme apresentado na Figura 4.3.

A derivada da funo potncia da posio com relao ao tempo, ou seja, V L= dP/dt,

permitiu a obteno dos respectivos valores experimentais para as velocidades de


48/68

46

deslocamento da isoterma lquidusa partir da interface metal/molde em funo do tempo. Os

resultados gerados so mostrados na Figura 4.4.

Por outro lado, os valores das taxas de resfriamento (T R) foram determinados

considerando os perfis experimentais de temperatura (Figura 4.2), conforme metodologia

apresentada por Rocha et al.(2003a; 2003b; 2000). Os resultados obtidos esto indicados na

Figura 4.5.

Vale destacar, por meio das observaes das Figuras 4.4 e 4.5, que os parmetros

trmicos de solidificao VLe TR diminuem com o avano da posio da isoterma lquidus,

isto , quanto mais prximo da base refrigerada maiores so esses parmetros. Esse fenmeno

pode ser explicado atravs da formao contnua da camada solidificada na mesma direo e

sentido do avano da solidificao, promovendo resistncia trmica extrao de calor por

conduo. Conforme pode ser observado pelas Figuras 4.3 e 4.5 , foi possvel constatar um

ajuste entre os pontos experimentais e as correspondentes curvas, validado matematicamente

pelos valores representados pelos coeficientes de correlaes R2 do mtodo dos mnimos

quadrados, iguais a 0,76 e 0,92, respectivamente.

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

10

20

30

40

50

60

Al - 5,5% Sn

Experimental

P = 0,99(t)0,89

R2= 0,76P

osio,

P(mm

)

Tempo, t (s)

Figura 4.3Posio das isotermas lquidusa partir da interface metal/molde em funo dotempo da liga estudada.


49/68

47

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

Al - 5,5% Sn

VL= 0.88(P)-0.10

Velocid

adedaisotermaliquidus-VL

(mm/s

)

Posio - P (mm)

Figura 4.4Correlao entre velocidade de deslocamento da isoterma lquiduscom aposio.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

1

2

3

4

5

Al 3,8% Sn

TR= 11(P)-0.54

R2

= 0,92

Tax

aderesfriamentoTR

(C/s)

Posio - P (mm)

Figura 4.5Taxa de resfriamento a partir da interface metal/molde em funo da posio.


50/68

48

4.3 PARMETROS MICROESTRUTURAIS DA SOLIDIFICAO

4.3.1 Microestrutura (1)

As microestruturas observadas ao longo das sees transversais da liga estudada

apresentaram morfologia dendrtica para todas as composies examinadas. As referidas

microestruturas, conforme citado anteriormente, foram obtidas nas posies correspondentes a

5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90 mm em relao superfcie de extrao de calor. Na

Figura 4.6, so apresentadas micrografias da liga Al-5,5%Sn e os correspondentes valores de

TR, VLe 1em trs diferentes posies do lingote de modo a permitir representar e comparar a

evoluo das microestruturas dendrticas, bem como as condies locais de solidificao,

parametrizadas pelas variveis trmicas. Sendo assim, foram selecionadas as microestruturas

nas seguintes posies: prxima base refrigerada, na regio central do lingote e prximo

ocorrncia da TCE, considerando o centro do produto fundido.


51/68

49

MicroestruturaP

Posio(mm)

VLVelocidade

(mm/s)

TRTaxa de

Resfriamento(0C/s)

Espaamento

primrio (m

5 0,75 4,6 65

50 0,6 1,3 119

90 0,56 0,91 142

Figura 4.6Micrografias da liga Al-5,5%Sn e os correspondentes valores de TR, VLe 1para

a liga Al-5,5%Sn solidificada direcionalmente em regime transitrio de extrao calor.

4.3.2 Correlao entre parmetros trmicos e microestrutura

As Figuras 4.7a, 4.7b e 4.7c apresentam, respectivamente, a correlao dos

espaamentos dendrticos primrios em funo da posio e da velocidade de deslocamento

da isoterma lquidus e da Taxa de Resfriamento. Verifica-se pelas mesmas o aumento desses

espaamentos para posies mais afastadas da interface metal/molde, isto , para posies do


52/68

50

lingote mais distantes da cmara refrigerada (interface metal/molde) mais grosseira a

estrutura dendrtica e, consequentemente, maior o espaamento primrio (1).

Com base nos procedimentos experimentais adotados, foram realizadas as medies

dos espaamentos dendrticos primrios em posies especficas a partir da interface

metal/molde. Os resultados obtidos so apresentados na Figura 4.7(a). Em anlise

concomitante as Figuras 4.4 e 4.5, permitem observar que a ao do fluido de refrigerao

impe valores de velocidades e taxas de resfriamento bastante elevadas prximo interface

metal/molde e que estes diminuem gradativamente durante a solidificao em funo do

aumento da resistncia trmica promovida pela progressiva formao do metal slido. Tal

efeito influencia diretamente os espaamentos dendrticos primrios, determinados

experimentalmente para a liga investigada.

A Figura 4.7(b) apresenta os valores experimentais dos espaamentos dendrticos

primrios em funo da velocidade de deslocamento da isoterma lquidus. Observa-se o

aumento dos espaamentos para posies mais afastadas da base refrigerada, isto ,

espaamentos maiores para velocidades (VL) menores. A partir dos dados experimentais foi

determinado o expoente 1,1, caracterizando assim uma lei experimental para os

espaamentos dendrticos primrios com VL, dada pela frmula matemtica 1 = constante

(VL)-1,1, representada na figura por uma linha contnua. A eficcia da concordncia entre

resultados e a equao experimental (grau de ajuste) foi parametrizado em termos docoeficiente de correlao R2do mtodo dos mnimos quadrados.


53/68

51

101

102

102

103

Al-5,5%SnExperimental

1=43(P)

0,26

R2=0,98

Espaamentoprimrio,

1(

mm)

Posio, P (mm)

6x10-1

7x10-1

8x10-1

102

103

Al-5,5%Sn Experimental

1=62(VL)-1,1

R2=0,70

Espaamentoprimrio,

1(mm)

Velocidade da isoterma lquidus, VL

(mm/s)

100

2x100

3x100

4x100

5x100

102

103

Al-5,5%Sn Experimental

1=144(TR)-0,55

R2=0,98

Espaamentoprimrio,

1

(mm)

Taxa de resfriamento, TR

(K/s)

Figura 4.7Correlao entre os espaamentos dendrticos primrios e as variveis trmicas:(a) 1= f(P); (b) 1= f(VL); (c) 1= f(TR).

(a)

(b)

(c)


54/68

52

A Figura 4.7(c) mostra os resultados experimentais dos espaamentos dendrticos

primrios da liga investigada em funo da taxa de resfriamento. Da mesma maneira que para

o parmetro de solidificao anterior (VL), os referidos espaamentos tambm diminuem para

valores mais elevados de TR. A mesma figura tambm permite observar que o expoente0,55,

obtido, caracteriza a lei de crescimento dos espaamentos dendrticos primrios com TR. Esse

comportamento mostra uma concordncia muito boa com os resultados obtidos por Bouchard

e Kirkaldy (1997) e Rocha (2003) para ligas de diversos sistemas binrios base de alumnio,

solidificadas em moldes verticais ascendentes sob condies transientes de extrao de calor,

os quais so representados por equaes na forma de potncia em funo do tempo, definidas,

respectivamente por 1 = constante(TR)-0,50 e 1 = constante(TR)

-0,55. Vale destacar que

recentemente Cruz (2008) obteve como resultado a mesma equao de potencia para 1 em

funo de TR, observando tambm o expoente -0,55 e a constante igual a 70 para ligas da

famlia Al-mSn, sendo que m assume valores variveis do teor de Sn iguais a: 10%, 30% e

40%. O referido autor apresenta em seu trabalho, uma comparao dos seus resultados com os

dados experimentais obtidos por Okamoto-Kishitake (1975). Neste trabalho, aproveita-se o

estudo de Cruz (2008) e faz-se uma comparao entre os resultados obtidos pelo referido

autor com os de Okamoto-Kishitake (1975) e com os obtidos experimentalmente para a liga

Al-5,5%Sn, solidificada no sistema horizontal sob regime transitrio de extrao de calor. A

Figura 4.8 apresenta tal comparao. Observa-se uma excelente aproximao dos resultadosobtidos neste trabalho com os de Okamoto- Kishitake (1975). Provavelmente, a faixa

composicional abordada neste trabalho e por Okamoto-Kishitake para as ligas Al-Sn

influenciam nos resultados. Cruz concluiu que os espaamentos dendrticos primrios obtidos

por Okamoto- Kishitake foram cerca de quatro vezes maiores que os obtidos por ele.


55/68

53

100

100

101

102

103

Liga Al-1% Sn [Okamoto & Kishitake 1975]

Liga Al-3% Sn [Okamoto & kishitake 1975]

Liga Al-5% Sn [Okamoto & Kishitake 1975]

1=70[ TL]-0,55

- Cruz [2008]

1=144[ TL]-0,55

- deste trabalho

Espaamentoprimrio,

(1)[

mm]

Taxa de Resfriamento, (TR

) [K/s]

Figura 4.8Comparao de dados experimentais retirados de Okamoto-Kishitake (1975),Cruz (2008) e a equao experimental para espaamento dendrtico primrio, em funo da

taxa de resfriamento do presente trabalho (Adaptado de Cruz, 2008).

A Figura 4.9 apresenta a comparao entre os resultados experimentais obtidos e os

modelos tericos e transitrios de crescimento primrio, que so Hunt e Lu (HL) (1996) e

Bouchard-Kirkaldy (BK) (1997), representados pelas Equaes 2.7 e 2.8 da Tabela 2.1,

respectivamente. Observa-se pela Figura 4.9 que ambos modelos superestimaram os valores

experimentais deste trabalho. Resultado semelhante foi observado por Cruz (2008) para

solidificao direcional vertical, concluindo que embora o modelo de HL seja considerado

adequado para ligas de alumnio, em especial ligas dos sistemas Al-Si e Al-Cu, solidificadas

em estado transitrio de fluxo de calor, os resultados experimentais obtidos por ele no podem

ser representados por tal modelo, j que as curvas do modelo esto distantes da disperso dos

valores experimentais para as trs composies estudadas pelo referido autor. De modo

semelhante, Cruz (2008) tambm observou que os valores experimentais no se ajustaram ao

modelo de Bouchard-Kirkaldy (BK) para crescimento primrio, pois, segundo o autor a

disperso dos pontos experimentais encontra-se abaixo da curva, igualmente observado no

presente trabalho. O autor atribui tal comportamento ao extenso intervalo de solidificao do


56/68

54

sistema Al-Sn, e a grande diferena de massa especfica entre os dois componentes

(virtualmente imiscveis), que aumenta significativamente nas condies de extrao de calor

na direo vertical, cujo fenmeno pode ser atribudo tambm ao comportamento observado

do presente trabalho.

O modelo de BK prope um fator de calibrao (a1) igual a 250 para ligas de Al (Al-

Sn, Al-Cu, Al-Si), que no se aplica para a liga Al-5,5%Sn solidificada sob as condies

utilizadas neste estudo. Se o fator de calibrao (a1) adotado 50, o modelo de BK ajusta-se

satisfatoriamente. Cruz (2008) prope o fator a1 = 14 para o sistema Al-Sn solidificado no

sistema vertical.

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

1

Experimental

HL (min)

HL (max)

BK - a1

= 250

BK - a1

= 50 (proposta deste trabalho)

10000

Al-5,5%Sn

Espaamentoprimrio,

1[mm]

Taxa de resfriamento, TR(K)/s Figura 4.9Comparao entre os resultados experimentais obtidos e os modelos tericos e

transitrios de crescimento primrio, que so Hunt e Lu (1996) e Bouchard e Kirkaldy (1997).


57/68

55

5 CONCLUSES

A anlise dos resultados das investigaes tericas e experimentais conduzidas ao

longo deste trabalho, relacionados solidificao direcional horizontal transiente da liga Al-

5,5%Sn e somadas s comparaes realizadas, tendo como referncia os demais estudos

contidos na literatura no assunto, podem ser extradas as seguintes concluses:

1. A observao da macroestrutura permitiu comprovar a direcionalidade do processo de

solidificao, evidenciada pelo crescimento dos gros colunares paralelamente

direo do fluxo de extrao de calor.

2. A velocidade de deslocamento da isoterma lquidus(VL) e a taxa de resfriamento (TR)

frente interface slido/lquido diminui com o avano da referida isoterma, isto ,

menores valores para esses parmetros so encontrados em posies mais afastadas da

superfcie de extrao de calor. Os valores dessas variveis trmicas podem ser

representados por equaes experimentais expressas na forma de potncia do tipo (VL,

TR) = C(P)-n, sendo C n iguais a 0,88 e -0,10 e 11 e -0,54 para VL e TR,

respectivamente, em funo de P.

3. Os espaamentos dendrticos primrios aumentam progressivamente da interface

metal/molde para o interior do lingote, uma vez que a ao do fluido de refrigerao

impe valores de velocidades e taxas de resfriamento bastante elevados prximo

superfcie de extrao de calor, sendo que estes diminuem gradativamente durante asolidificao em funo do aumento da resistncia trmica, promovida pela

progressiva formao da camada de metal slido.

4. A variao dos espaamentos dendrticos primrios pode ser representada por

equaes experimentais na forma de potncia em funo da velocidade da isoterma

lquiduse da taxa de resfriamento dadas pelas frmulas matemticas: 1= 62(VL)-ae


58/68

56

1=144(TR)-b, fornecendo como expoentes a=1,1 e b=0,55, respectivamente, conforme

proposto pela primeira vez por Rocha (2003) e, mais recentemente, por outros autores.

5.

Os resultados obtidos neste trabalho, quando comparados com os de Okamoto-

Kishitake (1975), nos permite concluir uma excelente aproximao entres os mesmos

e que a faixa composicional utilizada em ambos os trabalhos influenciam nesses

resultados, inclusive no afastamento dos resultados deste trabalho em relao aos

encontrados por Cruz (2008);

6. A comparao entre os resultados experimentais obtidos neste trabalho com os dos

modelos tericos para regimes transitrios de crescimento primrio, propostos,

respectivamente, por Hunt e Lu (HL) e Bouchard e Kirkaldy (BK), permiti-nos

concluir que os valores tericos superestimaram os valores experimentais deste

trabalho e que o elevado intervalo de solidificao desse sistema de liga pode estar

influenciando nesses resultados. Por outro lado, se o fator de calibrao (a1) do modelo

de BK adotado 50, em vez de 250, a curva terica obtida ajusta-se satisfatoriamente.


59/68

57

SUGESTES PARA TRABALHO FUTUROS

Considerando os resultados obtidos, as discusses e as concluses realizadas neste

trabalho, podem ser sugeridas as seguintes linhas de pesquisas para realizao de trabalhos

futuros:

(1) Analisar os espaamentos dendrticos primrios para diferentes composies de Sn,

durante a solidificao direcional horizontal para o sistema de liga assumido neste

trabalho;

(2) Analisar os espaamentos dendrticos secundrios e tercirios durante a solidificao

direcional horizontal da liga utilizada no presente estudo, assim como para diferentes

composies de Sn.

(3) Desenvolver estudos que correlacionem espaamentos dendrticos primrios,

secundrios e tercirios de ligas de sistemas binrios, considerando diferentes

dispositivos de solidificao unidirecional (horizontal, vertical ascendente e vertical

descendente), diferentes tipos de moldes (refrigerado, macio, etc) e lingotes de

diferentes dimenses.

(4) Avaliar a macrossegregao durante a solidificao direcional horizontal para ligas do

sistema Al-Sn.

(5) Correlacionar parmetros trmicos e espaamentos dendrticos primrios obtidos

durante a solidificao horizontal com propriedades mecnicas (LRT, dureza,desgaste, etc).


60/68

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VARIÁVEIS TÉRMICAS E MICROESTRUTURA DA LIGA Al-5,5%Sn SOLIDIFICADA DIRECIONALMENTE