Atualizado em 31 de agosto de 2012 às 15h08

Menor distorção do alumínio com têmpera em polímero

A água quente é geralmente escolhida como uma alternativa à têmpera com água fria na redução de distorção de ligas de alumínio

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No tratamento térmico, o alumínio é solubilizado a temperaturas geralmente na faixa dos 400 a 540ºC. Durante a solubilização, alguns elementos de liga são redissolvidos para produzir uma solução sólida rica em soluto. O objetivo desse processo é maximizar a concentração de elementos de endurecimento que incluem o cobre, zinco, magnésio e/ou silício na solução sólida. A concentração e taxa de dissolução desses elementos aumentam com a temperatura. Portanto, as temperaturas de solubilização são geralmente próximas à temperatura liquidus da liga [1, 2].

Se a liga de alumínio é resfriada lentamente de uma elevada temperatura, os elementos de liga precipitam e se difundem da solução sólida para se concentrarem nos contornos de grão, pequenos vazios, sobre as partículas não dissolvidas, em discordâncias, e outras imperfeições na estrutura molecular do alumínio [2]. Para atingir propriedades ótimas, é desejável retardar esse processo de difusão e manter os elementos de liga em solução sólida. Isso é feito por meio de têmpera a partir da temperatura de solubilização. Para as ligas forjadas endurecíveis: 2xxx, 6xxx e 7xxx e ligas fundidas como a 356, isso é feito pelo processo de têmpera no qual o objetivo é resfriar de uma forma suficientemente rápida para evitar indesejáveis concentrações de elementos de liga em uma estrutura de defeito e contorno de grão. Após a têmpera, as ligas de alumínio são envelhecidas para que uma fina dispersão de elementos e compostos se precipitem e isso aumente significativamente a dureza do material. Os processos de difusão e precipitação cinética variam de acordo com a composição da liga.

O processo de resfriamento de ligas de alumínio endurecíveis pelo envelhecimento não afeta apenas as propriedades como dureza e ductilidade, mas também afeta a tensão térmica. Tensões térmicas são geralmente minimizadas pela redução da taxa de resfriamento a partir da temperatura de solubilização. Porém, se a taxa de resfriamento for muito pequena, uma precipitação indesejável no contorno de grão vai acontecer. Se a taxa de resfriamento for muito elevada, existe um aumento na propensão à distorção. Portanto, um dos primeiros desafios no projeto do processo de têmpera é determinar condições de têmpera que otimizem a dureza e ao mesmo tempo minimizem a distorção, evitando propriedades indesejáveis como, por exemplo, corrosão intergranular que também é dependente da taxa de resfriamento [3].

Fig. 1. Resistência à tração de uma placa de alumínio 7075 de 25,4 mm de espessura em função da temperatura da água

Fig. 2. Dependência da taxa de resfriamento na resistência à tração para várias ligas

Fig. 3. Curvas de resfriamento como função da temperatura da água para chapas de alumínio 7075 de 12,7 mm

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