Processamento e caracterização de ligas de alumínio com reforço de alumina e whiskers de carbeto de silício através de técnicas de metalurgia do pó

Abstract

O trabalho tem como objetivo a fabricação de ligas de alumínio pertencentes a série AA1XXX reforçadas com particulado cerâmico de Al2O3e Whiskers de SiC, empregando-se a Metalurgia do Pó (MP). As ligas compósitas de matriz metálica são utilizadas em diversos setores da indústria, como por exemplo, na indústria aeroespacial e na automotiva, isso devido as suas propriedades mecânicas, como baixo peso e dureza. Assim a liga comercialmente pura (AA1100) foi reforçada com duas porcentagens de cada reforço: 1% e 2% em massa e, para cada percentual foram fabricadas três amostras para um tempo de moagem de alta energia (MAE) específico. Os pós elementares foram pesados, e logo após submetidos a MAE em um moinho vibratório do tipo SPEX, nos tempos de 1, 2 e 4 horas. Em seguida, os pós foram compactados uniaxialmente a frio e sinterizados a 500°C. A caracterização dos pós ocorreu por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), analise de tamanho de partícula (ATP) e difração de raio-X (DRX), enquanto a caracterização dos consolidados sinterizados foi realizada através de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e microdureza Vickers (HV). A caracterização dos pós mostrou a morfologia, tamanho mediano de partícula e que a adição de reforço a matriz contribuiu para obtenção de um menor tamanho de partícula. Já a caracterização dos consolidados sinterizados apresentaram uma microdureza mais elevada que a da liga AA1100 sem reforço. O ensaio de microdureza vickers mostrou que em amostras porosas, o grau de porosidade interfere diretamente na dureza do material. Já a Microscopia ótica (MO) apresentou amostras com alto grau de porosidade. O ensaio EDS não identificou contaminações nas ligas processadas por MP, no entanto, pelo ensaio de MEV observou-se que a porosidade diminui em ligas reforçadas com SiC, e apresentaram uma boa distribuição da fase reforço na matriz. A caracterização final das ligas consolidou as propriedades mecânicas obtidas e mesmo com a presença da porosidade as ligas obtiveram melhorias aceitáveis nas propriedades quando comparada com a matriz da liga em questão.