Influência das variáveis térmicas sobre os espaçamentos dendríticos terciários durante a solidificação direcional horizontal da liga Al-6%Cu

A liga Al-6%Cu foi solidificada direcionalmente sob condições transitórias de extração de calor e microestruturas dendríticas, variáveis térmicas de solidificação, ou seja, velocidade de deslocamento da isoterma líquidus (V_L), taxa de resfriamento (T_R) e gradiente de temperatura à frente da isoterma liquidus (G_L) foram caracterizadas, determinadas experimentalmente e correlacionadas com os espaçamentos dentríticos terciários (λ₃). Para tanto, foi projetado, construído e aferido um dispositivo de solidificação direcional horizontal. Os resultados encontrados mostram que leis de potência -1,1 e -0,55 caracterizam a variação dos espaçamentos terciários com a velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (V_L) e a taxa de resfriamento (T_R), respectivamente. Finalmente, é realizado um estudo comparativo entre os resultados obtidos neste trabalho e aqueles publicados na literatura para ligas Al-Cu solidificadas direcionalmente sob condições transientes de fluxo de calor nos sistemas verticais ascendente e descendente.

ABSTRACT: The Al-6wt%Cu alloy was directionally solidified and dendritic microstructure, solidification thermal variables, i.e., tip growth rate (V_L), cooling rate (T_R) and temperature gradient ahead of liquidus isotherm (G_L) were characterized and correlated with tertiary dendritic spacings (λ₃) determined experimentally. For this purpose, a horizontal solidification experimental apparatus was developed and specimens were solidified under unsteady state heat flow conditions. It was observed that power laws -1.1 and -0.55 characterize the tertiary spacing variations with tip growth rate (V_L) and cooling rate (T_R), respectively. Comparisons with other studies published in the literature for Al-Cu alloys solidified in upward and downward vertical directional conditions were performed.