Efeitos da incorporação de 0,5% e 1,5% de ferro na evolução microestrutural, características de corrosão e dureza da liga Al-5%Zn solidificada sob várias taxas de resfriamento em regime transiente de extração de calor no sentido ascendente
Effects of additions of 0.5% and 1.5% iron in the Al-5%Zn binary alloy, solidified in a transient upward heat extraction regime, on the microstructure, corrosion potential and hardness
Wallace Alfredo Travassos Junior, André dos Santos Barros, Noé Cheung, Felipe Bertelli
Resumo
As ligas à base de alumínio, como as da série 7xxx (Al-Zn), destacam-se pela alta razão entre resistência mecânica e massa específica, sendo ideais para o setor aeroespacial. Devido ao amplo uso industrial, cresce o interesse em sua reciclagem e nos efeitos da contaminação. Nesse contexto, a presença de ferro (Fe) torna-se praticamente inevitável. Nesse trabalho, foram realizadas análises dos parâmetros térmicos e das microestruturas resultantes da solidificação em regime transiente das ligas Al-5%Zn-0,5%Fe e Al-5%Zn-1,5%Fe (% em peso) com o objetivo de investigar o efeito do teor de Fe na evolução microestrutural, no comportamento de corrosão e na dureza dessas ligas. Nas mesmas condições de solidificação, a microestrutura da liga Al-5%Zn-1,5%Fe apresentou dendritas mais refinadas que a liga Al-5%Zn-0,5%Fe. Mesmo refinadas, o aumento de 1% no teor de Fe não resultou em alterações significativas no comportamento de corrosão em uma solução de NaOH a 1M, visto que as ligas apresentaram potenciais de corrosão e densidades de corrente similares. Por outro lado, a dureza da liga Al-5%Zn-1,5%Fe foi superior à da liga Al-5%Zn-0,5%Fe em aproximadamente 17,5%. Portanto, a incorporação de Fe ocasionada durante a reciclagem pode induzir um efeito positivo na dureza sem afetar o comportamento de corrosão em meio alcalino, sendo que, para uma dada liga Al-Zn-Fe, tais propriedades não dependem fortemente do grau de refinamento microestrutural.
Palavras-chave
Abstract
Aluminum-based alloys, as is the case with 7xxx series alloys (Al-Zn), are known for their high strength-to-density ratio, ideal for aerospace applications. Due to their widespread use in industrial applications, there is growing interest in their recycling and in evaluating the changes caused by the incorporation of contaminants. During this process, the incorporation of Fe is practically inevitable. Analyses were conducted on the thermal parameters and microstructures resulting from the transient solidification process for the Al-5Zn-0.5Fe and Al-5Zn-1.5Fe alloys (wt.%) aiming at investigating the effect of Fe content on the microstructural evolution, corrosion behavior and hardness of these alloys. A coarser microstructure was observed with a decrease in the cooling rate. The corrosion potential and hardness of both alloys were compared. The results show that, under the same solidification conditions, the microstructure of the Al-5Zn-1.5Fe alloy exhibited finer grains than that of the Al-5Zn-0.5Fe alloy. Despite this microstructural refinement, the 1wt.% increase in Fe content did not result in significant changes in corrosion behavior in a 1 M NaOH solution, since both alloys showed the same corrosion potential and current densities. On the other hand, due to the greater incorporation of Fe, the hardness of the Al-5Zn-1.5Fe alloy was ~17.5% higher than that of the Al-5Zn-0.5Fe alloy.
Keywords
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Submetido em:
14/02/2025
Aceito em:
08/07/2025
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