Influência das variáveis de solidificação na microestrutura e microdureza de ligas Al-Cu utilizando planejamento fatorial complete

RESUMO Neste trabalho utilizou-se uma liga hipereutética Al-40wt%Cu para verificar a influência das variáveis de entrada taxa de resfriamento (°C/min) e superaquecimento (°C), na variável de saída microdureza (HV). As amostras foram vazadas em cadinhos de cerâmica e de cobre e um termopar acoplado à um sistema de aquisição de dados mediu as taxas de resfriamento que foram 20°C/min e 24°C/min, respectivamente. Avaliou-se a influência dessas taxas de resfriamento e do superaquecimento de 100°C e 200°C acima da temperatura de fusão da liga na microdureza. As medições de dureza Vickers foram realizadas na seção transversal da amostra com área de 0,8 cm2. As amostras foram caracterizadas microscopicamente para avaliar a formação microestrutural. O potencial das variáveis envolvidas no estudo foi avaliado por um planejamento fatorial completo 22. Os resultados do planejamento fatorial indicaram que as amostras solidificadas usando o superaquecimento de 200°C acima da temperatura de fusão e resfriadas a uma taxa de 24°C/min obteve maiores valores de microdureza. As ligas superaquecidas em maiores temperaturas apresentaram microestruturas mais refinadas com grãos alongados, direções de crescimento desordenadas e espaçamento dendrítico curto, provocando uma transição na microestrutura colunar para equiaxial. ABSTRACT In this work a hypereutectic Al-40wt%Cu alloy was used to verify the influence of the input variables cooling rate (°C/min) and superheating (°C), on the output variable microhardness (HV). The samples were poured in ceramic and copper crucible and a thermocouple coupled to a data acquisition system measured the cooling rates that were 20°C/min and 24°C/min, respectively. The influence of these cooling rates and overheating of 100°C and 200°C above the melting temperature of the alloy on microhardness was evaluated. Vickers hardness measurements were performed on the sample cross section with an area of 0.8 cm2. The samples were characterized microscopically to evaluate the microstructural formation. The potential of the variables involved in the study was evaluated by a 22 full factorial design. The results of the factorial design indicated that the samples solidified using overheating to 200°C above the melting temperature and cooled at a rate of 24°C/min obtained higher microhardness values. The alloys superheated to higher temperatures showed more refined microstructures with elongated grains, disordered growth directions and short dendritic spacin