Estudo da solidificação transiente unidirecional na estrutura e dureza das ligas al-2,5%Ni, Al-4%Cu-2,5%Ni, Al-4%Ni e Al-9%Ni

Muitos estudos têm se voltado para as ligas de alumínio que são ligas de engenharia. A solidificação do material e a forma como ele perde calor tem influência significativa na estrutura e por sua vez interfere nas propriedades mecânicas. O presente trabalho objetiva estudar a relação estrutura e dureza de ligas de alumínio dos sistemas Al-Cu- Ni e Al-Ni obtidas por solidificação unidirecional ascendente. Foram fabricados quatros lingotes dos sistemas Al-Cu-Ni e Al-Ni solidificados em um dispositivo de solidificação transiente unidirecional ascendente com controlador de temperatura, que possui uma lingoteira de aço e resistência elétrica isolada com material refratário em sua volta, permitindo um ambiente propício à extração de calor em uma única direção. Foram realizadas análises metalográficas das ligas, macro e microestrutura com medição de espaçamento dendrítico secundário (λ2), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Além disso, foram realizados ensaios de dureza correlacionando-os com as regiões do lingote. Os resultados metalográficos apresentaram estruturas predominantemente colunares e microestruturas dendríticas que são influenciadas diretamente pelo fator taxa de resfriamento na medida que o esfriamento se propaga. Os espaçamentos dendríticos secundários (λ2) foram menores nas regiões próximas da extração de calor com valor médio de 7,86 μm para a região R1 da liga Al-2,5%Ni enquanto nas ligas Al-4%Ni e Al-9%Ni essa mesma região apresentou valores médios de 5,89 μm e 4,81 μm, respectivamente. Observa-se que nas regiões mais próximas da base de interface de extração de calor ocorreu maior refinamento da estrutura para todas as ligas estudadas neste trabalho. Tal comportamento deu-se pelas taxas de extração de calor serem mais próximas da base. A literatura mostra que taxas de resfriamento mais próximas da base são maiores e a microestrutura se comporta em relação a essas taxas, ou seja, quanto maior a taxa de resfriamento menor a microestrutura para este tipo de solidificação. Além disso, foi observado a diminuição da dureza nas regiões mais afastadas da interface de extração de calor, esse fato ocorreu pelo aumento do espaçamento dendrítico, ou seja, quanto menor a microestrutura maior a resistência do material. A resistência da liga do sistema ternário Al-Cu-Ni apresentou maior resistência quando comparada com a do sistema binário Al-Ni.