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Anais de Congresso | Difusão e Solubilidade | Inglês | 14/07/2014

A transição colunar-equixial na solidificação directional de ligas multicomponentes à base de alumínio

The columnar to equiaxed transition in the directional solidification of aluminum based multicomponent alloys

Autores: Amauri Garcia, Daniel Joaquim Conceição Moutinho, Ivaldo Leão Ferreira, Laércio Gouvea Gomes, Otávio Lima Rocha

Palavras-chave: Solidificação direcional; macroestruturas; transiç

Resumo: Nesse trabalho, a transição colunar/equiaxial (TCE) foi investigada experimentalmente na solidificação unidirecional de três ligas multicomponentes à base de alumínio (Al-nSi-3Cu), com “n” igual a 5,5, 7,5 e 9% em massa. Os principais parâmetros analisados foram o gradiente de temperatura (GL), a velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), a taxa de resfriamento (TR) e a composição de Si. Um dispositivo de solidificação direcional refrigerado à agua para fluxo de calor transitório foi utilizado. Para todas as ligas examinadas, os resultados mostram que a concentração de soluto inflencia na posição da TCE, a qual ocorre para uma taxa de resfriamento igual a 1.17 0C/s. A análise comparativa entre os resultados desse trabalho com os da literatura, propostos para analizar a TCE em ligas Al-Si, é conduzida e os resultados mostram que o final da região colunar acontece para uma taxa de resfriamento sete vezes maior que a encontrada para ligas Al-Si.

Abstract: In this work the columnar to equiaxed transition (CET) was experimentally investigated in the unidirectional solidification of three aluminum based multicomponent alloys (Al-nSi-3Cu), with "n" equal to 5.5, 7.5 and 9 wt.%. The main parameters analyzed include the tip temperature gradient (GL), tip growth rate (VL), tip cooling rate (TR) and Si content. A water-cooled solidification experimental setup was developed, and specimens were solidified under unsteady state heat flow conditions. It is shown that for the alloys examined, the solute concentration influences the position of the CET, which occurs for an average cooling rate of about 1.17 0C/s. A comparative analysis between the results of this work and those from literature proposed to analyze the CET during upward vertical solidification of Al-Si alloys is reported and the results show that the end of the columnar region is abbreviated as a result of seven times higher critical cooling rate than that verified for Al-Si alloys.

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