RESUMO As ligas de Al-Si-Mg são atualmente as mais utilizadas para obtenção de peças fundidas comerciais, isto porque as propriedades mecânicas desses materiais podem ser melhoradas através de tratamentos térmicos. No entanto, cabe salientar que nas peças fundidas de ligas de alumínio, a porosidade é o defeito que ocorre mais frequentemente. Esse defeito geralmente resulta em propriedades mecânicas pobres. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo analisar a influência do percentual de porosidade nas propriedades mecânicas de limite de resistência à tração, deformação específica e dureza em uma liga de Al-Si-Mg fundida e tratada termicamente. Para tanto, foi obtida por processo de fundição e solidificação a liga Al-6,5%Si0,6%Mg (% em massa). A partir da liga básica foram obtidos lingotes com e sem processo de desgaseificação com pastilhas de hexacloroetano. Os lingotes produzidos foram submetidos a tratamentos térmicos de solubilização e posterior envelhecimento artificial. Amostras transversais foram extraídas ao longo do comprimento dos lingotes para análise do percentual de porosidade e determinação das propriedades mecânicas. Com os resultados determinados nas análises de porosidade e ensaios mecânicos de tração e dureza, foi determinada a influência do percentual de porosidade na variação das propriedades mecânicas.

ABSTRACT Al-Si-Mg alloys are currently the most popular alloys for obtaining commercial castings, because the mechanical properties of these materials can be improved by heat treatments. However, it should be noted that in cast aluminum alloy parts, porosity is the most frequently occurred defect. This defect usually results in poor mechanical properties. In this sense, the present study aims to analyze the influence of the porosity fraction on the mechanical properties of ultimate tensile strength, specific deformation and hardness in as cast and thermally treated Al-Si-Mg alloy. For that, it was obtained by natural casting and solidification process, an alloy having the following chemical composition: Al-6.5% Si-0.6% Mg. From the basic alloy were obtained ingots with and without degasification process with hexachloroethane pellets. The ingots produced were subjected to thermal treatments of solubilization and subsequent artificial aging. Transverse samples were drawn along the length of the ingots for analysis of porosity fraction and determination of mechanical properties. With the results found in the analysis of porosity and the mechanical tests of tensile and hardness, it was measured the influence of the percentage of porosity on the variation of the mechanical properties.

Consolidação por Constrição Radial (CCR) é uma técnica de metalurgia do pó que possibilita a obtenção de peças metálicas próximas da forma final, com alta densidade e de formas complexas, com custos de produção mais baixos que as tecnologias convencionais. CCR assemelha-se, em alguns aspectos, ao processo de compactação isostática a quente, sendo que as principais diferenças referem-se ao fato de que o processo CCR utiliza moldes cerâmicos fabricados a partir do processo de microfusão e usa um meio compressor secundário na forma de pó, ambos confinados em um container metálico. Nesse trabalho, desenvolveu-se um sistema experimental de CCR, visando à produção de pré-formas de ferro de alta densidade. Como meio compressor secundário, foi utilizado pó de argila calcinada. As pré-formas produzidas foram caracterizadas quanto à densidade, microestrutura e dureza. Observou-se que a configuração do container metálico/meio compressor secundário/molde cerâmico tem grande influência nas características de densidade e dimensionais das pré-formas. As pré-formas obtidas apresentaram consolidação satisfatória do pó como indicado pela microestrutura apresentada, alta densidade, elevada dureza, pouca formação de óxido e uma correlação direta entre os valores de dureza e densidade.

The Radial Constriction Consolidation (RCC) process can be considered a powder metallurgical technique that allows for the fabrication of components with complex geometries, near-net-shape and full density at low production costs when compared to the traditional process. In some aspects, the RCC process is similar to the hot isostatic pressing process, but it uses a ceramic mold confectioned by investment casting and a powder as a secondary pressing media, all of which are confined in a metallic container. In this paper, a RCC experimental system was developed aiming to produce iron billets with the characteristics of near-net-shape and high density. Clay powder was used as a secondary pressing media. The obtained billets were characterized in terms of density, microstructure and hardness. It was observed that the configuration of the metallic container/ secondary pressing media/ceramic mold has an important influence on the characteristic of density and near-netshape of the billets. The billets presented satisfactory powder consolidation as shown in their microstructure, high density, elevated hardness, little oxide formation and a direct correlation between the values of density and hardness.

A liga Zn-22%Al apresenta uma microestrutura complexa, tanto no estado bruto de fusão, como após envelhecimento, devido à transformação eutetóide (β → α + η). O objetivo desse trabalho é relacionar a morfologia das fases presentes em lingotes brutos de fusão e após envelhecimento com a taxa de solidificação. Amostras dos lingotes da liga Zn-22%Al foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). A estrutura α + η com morfologia lamelar em amostras brutas de fusão transforma-se em uma textura refinada tendendo a globular-equiaxial após o envelhecimento. Observou-se que a dureza das amostras está fortemente relacionada com a morfologia da estrutura α + η. Por outro lado, a composição e a morfologia das fases são conseqüências da taxa de solidificação e resfriamento.

The Zn22wt%Al alloy has a complex microstructure due to eutectoid transformation (β → α + η) in cases of as-casting and after quench-aging conditions. The objective of this work was to investigate the relationship between the solidification rate and the morphology of α and η phases, before and after quench-aging. The samples of the Zn-22wt%Al alloy were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and by EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). The as-casting samples presented a lamellar structure while the as-aged ones exhibited a quasi-globular morphology. The results showed that the hardness of the samples strongly depends on the α + η phase morphology. On the other side, the chemical composition and morphology of the phases depends on the solidification and cooling rates.

Os espaçamentos interdendríticos primário e secundário são parâmetros microestruturais que exercem significativa influência nas propriedades mecânicas de peças fundidas. Foram testados, através de simulação numérica, diferentes modelos fornecidos pela literatura para a previsão da redistribuição de soluto e dos parâmetros microestruturais em função dos parâmetros térmicos. Os resultados numéricos são confrontados com experimentais obtidos para o aço inoxidável austenítico AISI 304 solidificado direcionalmente, permitindo a determinação dos modelos mais adequados para as condições empregadas. A solidificação direcional foi obtida através de uma coquilha de cobre refrigerada à água colocada na parte inferior de um dispositivo projetado e construído. Foram obtidos os perfis de temperatura, para várias posições a partir da interface metal/coquilha, através do emprego de termopares do tipo S e de um sistema de aquisição de dados computadorizado. Com os perfis térmicos foram determinados os principais parâmetros térmicos do processo de solidificação, isto é, a velocidade de crescimento da ponta da dendrita, o gradiente térmico à frente da isoterma liquidus e a taxa de resfriamento. Para a determinação e quantificação das fases formadas, utilizaram-se microscopia ótica e MEV.

In the case of dendritic structure, the mechanical properties of foundry products depend on the parameters: primary and secondary arm spacings. Therefore, it is very important that the computational programs use reliable equations for correlating the calculated thermal parameters with the obtained interdendritic spacings. This study presents a numerical and experimental analysis of some models for predicting the secondary arm spacings as a function of thermal parameters. The comparison between the numeric and experimental results for stainless steel permits the determination of the adequate equation for unidirectional solidification.

Entende-se, por modelagem de processo, o desenvolvimento de uma representação quantitativa ou qualitativa dos fenômenos físicos associados ao processo. O tipo e a forma do distribuidor, o controle do fluxo e o posicionamento de obstáculos são importantes fatores no projeto do sistema de alimentação de metal líquido para o lingotamento contínuo de tiras de aço. Nesse trabalho, são realizadas simulações do processo Twin Roll de lingotamento contínuo de tiras de aços, utilizando, como referência tecnológica, o equipamento-piloto instalado nas dependências do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT). Foi construído um simulador a frio do distribuidor do equipamento (em escala 1:1), com componentes feitos de acrílico, com água como fluido de simulação e com permanganato de potássio como corante. O simulador contribuiu para melhorias de produtividade e para a limpeza do produto.

It can be understood by process modeling the development of a quantitative or qualitative representation of the physical phenomena associated to the process. Important factors in the design of a metal feeding system for thin strip casting of steels are size and shape of tundish, type and location of flow control devices. In this article, simulations concerning the Twin Roll continuous caster of steels process at IPT (Technologic Research Institute) are performed. In order to optimize steel flow a 1:1 water model was designed and constructed with components made of acrylic, water as the simulation fluid and potassium permanganate as a pigment. The use of an appropriate arrangement of turbulence inhibiting dams and weirs can provide an output fluid flow pattern suitable for input to a thin strip caster. The simulator has contributed to improve the productivity and cleanliness of the strip casting of steel.