Decomposição Spinodal de ligas do sistema Al-Si-Cu

Abstract

A decomposição spinodal de ligas de alumínio do sistema Al-Si-Cu foi estudada a partir de diferentes condições termodinâmicas. Duas composições foram selecionadas: A1-1,5%Si- 1,0%Cu e A1-2,5%Si-1,0%Cu, com as composições em peso. Estas ligas foram elaboradas por fusão convecional num forno a gás (GLP) a partir de alumínio, cobre e silício, na condição de materiais comercialmente puros. Depois de fundidas, as ligas, em forma de pequenos lingotes, foram homogeneizadas a 570°C ± 3°C durante 48 horas para eliminar os defeitos da solidificação. Depois de homogeneizados, os lingotes foram seccionados em tamanhos menores, de 8 X 25 X 30 mm, para produzir corpos de prova para os tratamentos posteriores Em seguida as ligas foram solubilizadas a 575°C ± 3°C, durante uma hora e depois resfriadas bruscamente em água à temperatura ambiente. Devido às características de cada composição, liga Al-1,5%Si-1%Cu foi solubilizada completamente no domínio alfa (a), enquanto a liga Al-2,5%Si-1%Cu foi solubilizada parcialmente no domínio alfa + eutético (a+(a+b)). Para se avaliar os efeitos da deformação sobre a decomposição spinodal, algumas amostras ao sair do forno foram imediatamente laminadas antes do resfriamento final em água. A laminação foi realizada num laminador do tipo ourives, a uma taxa de deformação de 1,8 s-1, em um único passe, produzindo uma deformação de 20% da espessura da amostra. Depois de solubilizadas as amostras foram envelhecidas a 120 e 150ºC, em tempos de 5, 15, 30 e 60 minutos para estudo da decomposição. Os efeitos da separação de soluto foram avaliados inicialmente por microdureza e a microestrura foi caracterizada por microscopia ótica, com interferômetro de luz polarizada. Os resultados de microdureza mostraram grandes variações de valores desta propriedade que podem ser associados à decomposição, gerando o enriquecimento e empobrecimento de soluto de diferentes regiões do grão. Os resultados obtidos por MO mostraram que a separação de soluto (decomposição spinodal) causa pequenos contrastes de cores na matriz, já nos primeiros instantes de tratamento. Em tempos maiores de tratamento observa-se a formação de pequenos aglomerados de solutos que foram considerados como quase partículas, caracterizado uma etapa posterior à decomposição spinodal que antecede as transformações de fase por nucleação e crescimento. Estes efeitos são mais marcantes na liga Al-1,5%Si-1%Cu. Pelo estudo realizado pode-se concluir que tanto a composição química das ligas quanto as sequências térmicas e termomecânicas empreendidas influenciam significativamente o modo de decomposição das ligas dos sistemas Al-Si-Cu