[pt] O objetivo deste estudo foi desenvolver compósitos à base de uma liga de AlSi (Alumix-231) com adição de 5 a 20 vol. por cento de sílica fundida, no intuito de reduzir
o coeficiente de expansão térmica (CET), com relação ao da matriz, e manter as
propriedades físicas do compósito, tais como densidade e dureza, ao menos no nível
da matriz. Os compósitos foram desenvolvidos pela metalurgia do pó,
primeiramente, prensados a 700 MPa e depois sinterizados em temperaturas entre
565 e 575 graus C por 90 min (condição T1). Os melhores resultados, em termos de
redução da expansão térmica, foram alcançados após a sinterização a 565 graus C. Os
compósitos com adição de 15 e 20 vol.por cento de sílica fundida exibiram coeficientes de
expansão térmica tão baixos quanto 13,70 e 12,73 x 10(-6)
graus C(-1)
(entre 25 e 400 graus C),
uma redução de 29,9 por cento e 34,8 por cento, respectivamente, em comparação com Alumix231 pura. Além disso, a densidade e a dureza desses compósitos não foram muito
afetadas negativamente, pois sofreram apenas uma pequena diminuição, não
superior a 6 por cento e 5 por cento, respectivamente. Em seguida, amostras sinterizadas a 565 graus C
foram envelhecidas artificialmente a 160 graus C por 8 h (condição T6) e os Compósitos
de Matriz Metálica (CMMs) com 15 e 20 vol. por cento de sílica fundida exibiram um
aumento da dureza, cerca de 94,12 por cento e 64,71 por cento, respectivamente, em relação às
amostras análogas na condição T1. Com relação à expansão térmica, houve redução
dos CETs, em comparação com a liga pura envelhecida, de 27 por cento e de 32 por cento, respectivamente. Alumix-231 é uma nova e promissora liga e a sílica fundida, que nunca foi usada antes com o objetivo de reduzir sua expansão térmica, demonstrou
ser uma cerâmica com aplicações promissoras como carga em compósitos de
matrizes à base de Alumix-231 devido à sua expansão térmica próxima de zero e à
sua baixa densidade. Como tal, os resultados obtidos mostraram que os compósitos
de Alumix-231/sílica fundida são materiais potencialmente promissores para
aplicações automotivas, candidatos a substituírem o ferro fundido (alta densidade, de 7,3 a 7,9 g cm(-3)
, e CET de 13 x 10(-6) graus C(-1)). / [en] The goal of this study was to develop composites based on an Al-Si alloy
(Alumix-231) with the addition of 5 to 20 vol. percent of fused silica, to reduce the
coefficient of thermal expansion (CTE) in comparison to that of the matrix
(Alumix-231), keeping the composite light and without impairing its physical
properties, such as density and hardness. The composites were developed by
powder metallurgy, first pressed at 700 MPa, and then sintered at temperatures
between 565 and 575 degrees C for 90 min (T1 condition). The best results, in terms of
reduced thermal expansion, were achieved after liquiq-phase sintering at 565 degrees C.
Composites with the addition of 15 and 20 vol. percent of fused silica exhibited CTEs, as
low as, 13.70 and 12.73 x 10(-6)
degrees C(-1) (between 25 and 400 degrees C), a reduction of 29.9 percent
and 34.8 percent, respectively, compared to neat Alumix-231. Furthermore, the density
and hardness of these composites were not negatively affected, as these properties
presented only a small decrease, not exceeding 6 percent and 5 percent, respectively. Then,
samples sintered at 565 degrees C were artificially aged at 160 degrees C for 8 h (T6 condition),
and MMCs-15 and 20 vol. percent exhibited an increase in hardness of about 94,12, percent
and 64,71 percent, compared to T1 samples. Regarding thermal expansion, there was a
reduction of CTEs, compared to the aged neat alloy, of 27 percent and 32 percent, respectively.
Alumix-231 is a promising new alloy and fused silica, which has never been used
before to reduce its thermal expansion, has shown to be a ceramic with promising
applications as a filler in Alumix-231-based matrix composites, due to its thermal
expansion close to zero. As such, the results obtained showed that Alumix231/fused silica composites are promising materials for automotive applications
and new candidates to replace heavy cast iron components.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:59628 |
| Date | 20 June 2022 |
| Creators | LUCIANO MONTEIRO RODRIGUES |
| Contributors | BOJAN MARINKOVIC, BOJAN MARINKOVIC, BOJAN MARINKOVIC, BOJAN MARINKOVIC |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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