Construção de um dispositivo de solidificação unidirecional ascendente resistivo para extração de calor em regime transiente de ligas a base de alumínio

As ligas à base de alumínio são muito utilizadas na indústria automobilística e aeroespacial devido às suas propriedades mecânicas e elétricas quando combinadas com outros elementos. Para fabricação de peças a base de alumínio o processo de fabricação é um item importante a ser considerado, visto que elas passam pelo processo de fundição e solidificação. A solidificação unidirecional é um recurso utilizado quando se deseja caracterizar o comportamento de uma liga para uma determinada taxa de resfriamento. Os moldes de solidificação unidirecional são específicos para controlar a direção e a taxa de resfriamento durante a solidificação do metal. Eles podem ser feitos de materiais refratários e possuem um sistema de resfriamento na parte inferior para promover a extração de calor de maneira controlada. Dessa forma, o trabalho teve como objetivo principal a construção de um dispositivo de solidificação unidirecional ascendente com regime transiente de fluxo de calor e a verificação de sua eficiência por meio de análises macro e microestruturais de ligas a base de alumínio. Para fabricação do dispositivo foram utilizados materiais refratários, resistências elétricas e um controlador de temperatura. Posteriormente, foi obtido a curva de aquecimento, que mostrou que o dispositivo em aproximadamente 3 minutos atingiu uma temperatura de 800 ºC e teve uma máxima de 1000 ºC, tendo em seu interior quantidade de calor e temperatura desejável a fim de se obter um gradiente apenas em uma direção. Para verificar a eficiência do dispositivo foram solidificadas três ligas a base de alumínio: Al-2,5%Ni, Al-9%Ni e Al-4,5%Cu-2,5%Ni e verificou-se, por meio da caracterização metalográfica, grãos colunares indicando que todo o sistema hidráulico e de aquecimento da câmara do dispositivo foram eficazes.