Caracterização mecânica e microestrutural da liga de alumínio 2024 submetida a diferentes tempos de envelhecimento.

Abstract

As ligas de alumínio endurecíveis por precipitação, vem sendo muito empregadas no setor aeronáutico e aeroespacial, devido às suas propriedades mecânicas combinadas com sua baixa massa específica, as quais, são as do grupo 2XXX e 7XXX, que são os grupos das ligas de Al-Cu e Al-Zn respectivamente. Para serem empregadas no uso aeronáutico, devem possuir elevadas propriedades mecânicas, como alta resistência mecânica, dureza, tenacidade, resistência a fadiga e grande durabilidade. Neste trabalho, estuda-se e analisa-se as propriedades mecânicas e a caracterização microestrutural da liga de alumínio 2024 – T351, quando submetida a um tratamento térmico de solubilização (495°C – 1h), têmpera em água (temperatura ambiente) e envelhecimento artificial a 190°C nos tempos de (0,5h; 1h; 2h; 3h; 4h; 6h; 8h; 12h; 17h; 20h; 24h; 28h e 48h) para o ensaio de dureza, onde se caracterizou a curva de envelhecimento; e nos tempos de (2h; 6h; 12h e 24h) para o ensaio de tração, onde caracterizou-se as curvas de envelhecimento em função das propriedades mecânicas; e nos tempos de (2h; 8h; 12h e 24h) para a caracterização microestrutural via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microanálise por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Os resultados das curvas de envelhecimento, mostraram que para os tempos de envelhecimento de 6 a 12h, as propriedades mecânicas de forma geral, foram as maiores dentre as condições envelhecidas artificialmente. Além disso, para o pico de dureza observado em 28h de envelhecimento; supõe-se que seja devido à presença de precipitados semicoerentes e/ou incoerentes. Em 8h de envelhecimento, o segundo valor mais alto de dureza foi observado, e supõe-se que seja devido à presença de precipitados coerentes e/ou semicoerentes. Entre 28 e 48h observou-se um decaimento drástico da dureza, caracterizado pelo superenvelhecimento, ocasionado pelo coalescimento das partículas termodinamicamente estáveis e incoerentes.

Precipitation hardenable aluminum alloys have been widely used in the aeronautical and aerospace sectors due to their mechanical properties combined with their low specific mass, which are those of the 2XXX and 7XXX groups, which are the groups of the Cu and Al-Zn respectively. To be used in aeronautical use, they must have high mechanical properties, such as high mechanical strength, hardness, toughness, fatigue strength and great durability. In this work, the mechanical properties and microstructural characterization of the aluminum alloy 2024 - T351 are studied and analyzed, when submitted to a heat treatment of solubilization (495 ° C - 1h), water quenching (room temperature) and aging. at 190 ° C at times (0.5h; 1h; 2h; 3h; 4h; 6h; 8h; 12h; 17h; 20h; 24h; 28h and 48h) for the hardness test where the aging curve was characterized ; and at times of (2h; 6h; 12h and 24h) for the tensile test, where the aging curves were characterized as a function of the mechanical properties; and at (2h; 8h; 12h and 24h) times for microstructural characterization via scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy spectroscopy (EDS) microanalysis. The results of the aging curves showed that for the aging times from 6 to 12h, the mechanical properties in general were the highest among the artificially aged conditions. In addition, for the hardness peak observed at 28h of aging; It is assumed to be due to the presence of semi-coherent and / or incoherent precipitates. At 8h of aging, the second highest hardness value was observed, and it is assumed to be due to the presence of coherent and / or semi-coherent precipitates. Between 28 and 48h, a drastic hardness decay was observed, characterized by over aging, caused by the coalesce of thermodynamically stable and incoherent particles.