Estudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga Cu - 8,5%Sn

Abstract

A liga Cu-8,5%Sn (%p) apresenta um grande intervalo de solidificação bem como uma extensa microssegregação, a qual se traduz na formação de uma mistura eutetoide de alta dureza e grande fragilidade. Um estudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura, na dureza e na microdureza dessa liga é abordado no presente trabalho. Utilizou-se para tal estudo a técnica de solidificação unidirecional ascendente para a coleta de dados térmicos e a de análise metalográfica com o uso de microscopia óptica para a caracterização microestrutural do material, bem como para a medição dos espaçamentos dendríticos primários e secundários. Foram realizadas medições de dureza e microdureza em amostras retiradas da região colunar de um lingote da liga tema deste trabalho, seja na direção transversal como na longitudinal. Um modelo matemático semi-analítico foi proposto para fornecer uma estimativa da fração volumétrica de mistura eutetoide formada em função do número de Fourier. Os resultados mostraram que a dureza e microdureza do material tendem a decrescer com o aumento dos espaçamentos dendríticos e com a diminuição da taxa de resfriamento, tanto nas amostras transversais como nas longitudinais. Também foi constatado, pela análise dos dados experimentais, que a fração volumétrica de mistura eutetoide é maior em sítios da zona colunar, nos quais a taxa de resfriamento é menor e o número de Fourier é maior. O modelo matemático proposto forneceu valores de fração volumétrica de mistura eutetoide da mesma ordem de grandeza dos valores experimentais, entretanto o comportamento do modelo frente a mudanças no número de Fourier diverge do comportamento dos dados experimentais