Caracterização da influência do tempo de solubilização na curva de envelhecimento da liga AA2618 com adição de cério

Abstract

liga de alumínio AA2618 é amplamente utilizada na fabricação de rotores de turbo-compressores empregados em motores a Diesel. Atualmente estes rotores operam em temperatura próxima a 200 0C, sendo a liga utilizada com tratamento térmico de solubilização e envelhecimento artificial. Estudos recentes mostraram que o emprego de escândio e zircônio como elementos de liga podem aumentar a temperatura de trabalho de ligas de alumínio. Entretanto, o escândio é um elemento de alto custo encarecendo à liga e, por este motivo, existe a busca por elementos alternativos como o caso do cério em associação ao zircônio. Neste estudo foi utilizada a liga AA2618 com adição de 0,1% em massa de cério e o mesmo teor de zircônio, estando às amostras no estado forjado, caracterizando a aplicação uma vez que o componente é forjado. O objetivo do presente trabalho é caracterizar a influência do tempo de solubilização nas curvas de envelhecimento da liga de alumínio. Foram utilizados dois parâmetros de tempo de solubilização, sendo 4 (quatro) e 6 (seis) horas à temperatura de 535 oC. Foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura para verificar se alterações de fase morfologia dos precipitados com os diferentes tempos de solubilização. Após a solubilização as amostras foram submetidas ao tratamento de envelhecimento artificial com temperatura de 220 0C de 1 (uma) até 8 (oito) horas com incrementos de uma hora. A curva de dureza dos tratamentos foi levantada na escala de dureza Brinell (esfera de 2,5 mm e carga de 61,5 Kgf), mostrando que para o maior tempo de solubilização o pico de dureza é alcançado com seis horas de solubilização, sendo alcançada a maior dureza com 8 horas de envelhecimento. Com o menor tempo de solubilização, observou-se uma queda de dureza após 7 horas de envelhecimento. Logo, para os tempos analisados o melhor tempo é o de seis horas que resultou em maior dureza máxima e menor perda de dureza por superenvelhecimento quando comparada a amostras solubilizadas por menor tempo.

The aluminum alloy AA 2618 is widely used in manufacturing compressor wheels for turbochargers used in diesel engines. Currently these wheels operate in têmperature to 200 0C, and the alloy used with heat treatment of solubilization and artificial aging. Recent studies have shown that the use of scandium and zirconium as alloying elements can increase the aluminum alloy working têmperature, however, the scandium is a high cost element further urge the alloy and for this reason there is a search for alternative elements as case of cerium in association with zirconium. In this study it was used AA2618 alloy with addition of 0.1% by weight of cerium and zirconium content of the same, with the samples in the wrought state, characterizing the application once the component is forged. The objective of this study is to characterize the influence of the solubilization time in the aging curves of aluminum alloy. Solubilizing two time parameters were used: four (4) and six (6) hours at 535 0C. The techniques of optical microscopy and scanning electron microscopy were used to verify that phase changes or growth of precipitates with different solubilization times. After solubilization of the samples were subjected to artificial aging treatment at a têmperature of 220 0C for one (1) to eight (8) hours. Hardness curve of the treatments were raised in the Brinell hardness scale (ball of 2.5 mm and 62.5 kgf load), showing that for the longer solubilization peak hardness is achieved by six hours of solubilization being achieved the highest hardness with 8 hours of aging. With the lowest solubilization time, there was a decrease of hardness after 7 hours of aging. Therefore, at the times considered the best time is six hours resulted in higher hardness and lower maximum loss of hardness by overaging as compared to a lower têmperature solubilized samples.