Processamento de duralumínios AA 2219 e AA 2021 através de técnicas de metalurgia do pó e tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento

Abstract

O alumínio é largamente utilizado por ter boas características mecânicas e um preço relativamente baixo. Visando a melhoria de algumas propriedades mecânicas para aumentar a utilização, surgiram as ligas de alumínio. O cobre (Cu) é um dos principais elementos de liga que forma a série 2000 também conhecida como duralumínio, dentre as principais aplicações destaca-se a fabricação de peças na indústria aeronáutica e aeroespacial. O presente trabalho tem como principal objetivo a fabricação e estudo de duas ligas da série 2000 formadas pelo sistema Al-Cu, AA2219 e AA2021 com tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial. O processo de fabricação utilizado foi a metalurgia do pó (MP), onde foram utilizados os pós elementares dos elementos químicos para processamento no moinho vibratório de alta energia do tipo SPEX pelos tempos de 60, 120 e 240 minutos. Após a moagem de alta energia (MAE), os pós foram caracterizados utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios- X (DRX). Em seguida, os pós foram submetidos ao processo de compactação uniaxial a frio de simples ação onde um total de doze compactos foram sinterizados em um forno a vácuo e destes, seis compactos foram submetidos aos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial. A microestrutura dos compactos sinterizados foi caracterizada usando as técnicas de Microscopia Ótica (MO), MEV e EDS. Para avaliar e comparar a microdureza das amostras foi feito o ensaio de microdureza Vickers. A caracterização das amostras demonstrou microestruturas heterogêneas com difícil visualização de contorno de grão. Demonstrou também que aumentando o tempo de MAE houve um refino da microestrutura e quanto maior a porcentagem de cobre na liga, maior será a formação da fase θ (Al2Cu) apresentando cor mais clara nas micrografias. Todos os compactos de pós da liga AA2219 sinterizados exibem picos característicos da fase dura ou endurecedora. Por outro lado, nenhum pico da fase θ foi detectado nos compactos de pós da liga AA2021 moídos por 120 minutos. Todas as análises de EDS demonstraram materiais livres de contaminação e com composição dos pontos claros substancialmente de alumínio e cobre. As medidas de microdureza dos compactos sinterizados e tratados termicamente exibem valores mais significativos quando comparados com aqueles valores dos compactos apenas sinterizadas.