Influência da taxa de resfriamento na microestrutura da fase quasicristalina na liga Al65Cu35-xFex com baixo teor de Fe solidificada fora do equilíbrio

Abstract

Os quasicristais são materiais que apresentam características incomuns, pois não podem ser descritos como cristalinos, por não apresentarem ordem de longo alcance, nem como amorfos, apresentam estrutura de médio alcance. Algumas ligas da família Al-Cu-Fe apresentam fases quasicristalinas quando rapidamente solidificadas. Para obter-se esta liga, foram fundidos lingotes da família Al65Cu35-xFex com x=6 (atômico), inicialmente em um molde padrão com solidificação em estado de equilíbrio. Para proporcionar amostras com taxas de resfriamento variadas, a liga foi vazada em um molde escalonado, contendo seis cavidades diferentes, resultando em amostras solidificadas fora do estado de equilíbrio (solidificação rápida). Para análise das curvas de resfriamento utilizou- se a técnica CACC-TA, com taxas de resfriamento variando entre 170 e 540°C/s, que foram obtidas por meio de dT/dt. Análises por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria por energia dispersiva (EDS), mostram microestrutura com dendritas facetadas, formações interdendríticas lamelares e precipitados pentagonais (IQC). A microdureza Vickers variou entre 417 HV e 736 HV (4,09 e 7,22 GPa) e a difração de raios X (DRX) comprovou por meio de difratogramas característicos a formação de fase quasicristalina icosaédrica.

Quasicrystals are materials that have unusual characteristics, they can not be described as crystalline, for not having long-range order, or as amorphous, have medium-range structure. Some Al-Cu-Fe family alloys presents quasicrystalline phases when have rapidly solidification. In order to obtain this alloy, ingots of the Al65Cu35-xFex family were casted with x=6 (atomic), initially in a standard mold with solidification equilibrium. To provide samples with different cooling rates, the alloy was cast in a stepped mold, containing six different steps, resulting in samples out of equilibrium state (rapidly solidification). For the analysis of the cooling curves, the CACC-TA technique was used, with cooling rates varying from170 to 540°C / s, which were obtained by dT/dt. Analyzes by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), dispersive energy spectrometry (EDS), show microstructure with faceted dendrites, lamellar interdendritic formations and pentagonal precipitates (IQC). The Vickers microhardness ranged from 4.09 to 7.22 GPa and the X-ray diffraction (XRD) proved by characteristic diffractograms the icosahedral quasicrystalline phase formation.