| Resumo: | O principal objetivo deste trabalho foi analisar a solubilização e envelhecimento artificial da liga alumínio-cobre, compostas por dois diferentes percentuais de cobre: 2,5%, e 3,5%, solidificadas unidirecionalmente em sistema metal/molde instrumentado. Os principais parâmetros de solidificação, como velocidades de solidificação, gradientes térmicos e as taxas de resfriamento foram determinados a partir das curvas de resfriamentos obtidas por análises térmicas. Foram analisadas as macroestruturas e as microestruturas dos lingotes, em relação aos parâmetros de transição colunar-equiaxial (TCE) e espaçamentos dendríticos secundários (EDS). Os tratamentos térmicos foram realizados com o intuito de compreender melhor o processo de solubilização e envelhecimento do cobre na matriz de alumínio, definindo quais tempos e temperaturas que otimizam o processo de endurecimento por precipitação. Os resultados obtidos em relação à cinética de solidificação permitiram a obtenção de expressões correlacionado as velocidades, os gradientes térmicos e as taxas de resfriamento para ambas as ligas. Também foram obtidas relações entre as condições de solidificação, formações estruturais e as durezas nas diferentes etapas [EDS=f(TRL); HB=f(EDS)]. A liga Al-3,5%Cu apresentou menores valores dos espaçamentos dendríticos secundários (10%), maior comprimento da zona colunar (12%), maiores durezas na condição bruta de solidificação (8%), bem como melhor resposta aos tratamentos térmicos quando comparada à liga Al-2,5%Cu.
The main objective of this work was to analyze the solutioning and artificial aging heat treatments of aluminum-copper casting alloys, composed of two distinctive copper contents: 2. 5% and 3. 5%, unidirectionally solidified in an instrumented metal-mold system. Solidification parameters such as solidification velocities, thermal gradients and cooling rates were determined from cooling curves obtained by thermal analysis. Macrostructures and microstructures of ingots were analyzed in relation to parameters such as columnar-equiaxed transition (CET) and the secondary dendrite arm spacing (SDAS). The heat treatments were performed in order to better understand the solutioning and artificial aging processes of copper in the aluminum matrix. The results concerning to the solidification parameters have permitted to obtain expressions for solidification velocities, thermal gradient and cooling rates as a function of examined alloys. Relationship among solidification conditions, structural formation and hardness were also obtained [SDAS=f(TRL); HB=f(SDAS)]. The Al-3. 5wt%Cu alloy has show smaller dendritic arm spacing (10%), higher columnar zone (12%), higher hardness in the as-cast condition (8%), as well as better response to the heat treatments than the examined Al-2. 5wt%Cu. |
