Estudo da influência do superaquecimento nas propriedades mecânicas de uma liga de magnésio contendo terras raras

Abstract

A demanda por aumento da eficiência energética vem obrigando empresas e centros de pesquisa a desenvolver e utilizar novos materiais buscando a redução de peso. Entre esses materiais, destacam-se as ligas de magnésio, com aproximadamente dois terços da densidade do alumínio e a melhor relação peso/resistência entre os metais. Porém, a utilização do magnésio em altas temperaturas tem suas limitações, devido à baixa resistência a fluência e a formação do precipitado -Mg17Al12 que tem baixo ponto de fusão, tornando as ligas de magnésio mais suscetíveis aos efeitos de deslizamento nos contornos de grãos. Algumas ligas de magnésio contendo elementos terras raras foram desenvolvidas para melhorar a resistência a fluência. O trabalho em questão visa analisar o comportamento da liga Mg6Al3La1Ca, correlacionando os parâmetros de solidificação com as propriedades mecânicas: dureza, alongamento específico, limite de escoamento e limite de resistência à tração. Para isso, foram solidificados unidirecionalmente, com atmosfera de argônio, três lingotes da liga Mg6Al3La1Ca a partir de sobreaquecimento de 780°C, 715°C e 650°C. O resfriamento dos lingotes ocorreu no forno e por resfriamento forçado. Os resultados obtidos de limite de resistência à tração, limite de escoamento e dureza tem uma relação direta com a temperatura de vazamento onde os melhores resultados foram obtidos com as temperaturas mais elevadas. Portanto, conclui-se que na temperatura de 780°C com resfriamento forçado foram obtidas as melhores propriedades mecânicas.

The demand for increased energy efficiency is forcing companies and research centers to develop and use new materials aimed at reducing weight. Among these materials, there is magnesium alloys, because it has about two-thirds of the density of aluminum and the best weight/resistance between the metals. However, the use of magnesium at elevated temperatures has its limitations due to low resistance to creep; the formation of -Mg17Al12 precipitate which has a low melting point makes the magnesium alloy more susceptible to slip around the grains. Some magnesium alloys containing rare earth elements have been developed to improve resistance to creep. The work in question is to analyze the behavior the Mg6Al3La1Ca alloy, correlating the parameters of solidification with the mechanical properties: hardness, specific elongation, limits yield strength and tensile strength. For that, three ingots of the alloy Mg6Al3La1Ca were solidified unidirectionally using argon atmosphere with overheating of 780°C, 715°C and 650°C. The cooling of ingots occurred in the furnace and by forced cooling. The results of limit tensile strength, yield strength and hardness have a direct relation with the pouring temperature where the best results were obtained with higher temperatures. Therefore, it is concluded that the best mechanical properties were obtained at temperature of 780°C with forced cooling.