A fissura de fundição em peças de alumínio é um tipo de defeito altamente prejudicial, pois destrói a continuidade da estrutura metálica. No processo subsequente de extrusão ou calandragem, ela não pode ser compactada. Assim, o lingote com fissuras é considerado um resíduo absoluto durante a inspeção de lingotes. A existência de fissuras de fundição afeta gravemente a eficiência da produção e os benefícios econômicos das empresas de processamento de alumínio. Portanto, é necessário analisá-las e estudá-las sistematicamente, bem como adotar medidas eficazes na produção, a fim de reduzir a ocorrência de defeitos por fissuras e melhorar o rendimento dos lingotes.
Fenda na fundição
De acordo com seu processo de formação, as fissuras em peças fundidas são geralmente divididas em fissuras a quente e fissuras a frio.
Fissuras a quente são fissuras formadas no intervalo efetivo de cristalização. Tomando como exemplo lingotes redondos, as manifestações macroscópicas são fissuras superficiais, fissuras centrais, fissuras anulares, fissuras radiais, fissuras na entrada de material, etc.
A fissuração a frio refere-se às fissuras formadas quando a liga está abaixo da temperatura de solidus da própria liga, e a maioria delas ocorre em torno de 200 °C. As fissuras laterais, as fissuras na parte inferior e as fendas são, em sua maioria, fissuras a frio.
A fissuração a frio geralmente ocorre nas partes esticadas das peças fundidas. As peças fundidas com grandes diferenças de espessura de parede e formas complexas, especialmente as grandes e finas, são propensas à fissuração a frio. Todos os fatores que podem aumentar a tensão na peça fundida, bem como reduzir sua resistência e plasticidade, favorecem o desenvolvimento de fissuras a frio.
A fissuração a quente é um defeito comum na fundição, difícil de ser completamente eliminado. Com exceção da liga Al-Si, ela pode ser encontrada em quase todas as ligas de alumínio deformadas industrialmente. O mecanismo de formação das fissuras térmicas inclui, principalmente, a teoria da resistência, a teoria da película líquida e a teoria da formação de fissuras. Entre elas, a teoria da resistência é a mais geral. Com base nos resultados de pesquisas sobre as propriedades mecânicas da liga em altas temperaturas, acredita-se que todas as ligas apresentem uma “faixa de temperatura de fragilidade”, caracterizada por resistência e alongamento extremamente baixos na zona sólido-líquida acima da temperatura de solidus. Quando a liga esfria nesse intervalo, se a tensão causada pela contração exceder a resistência do metal nesse momento, ou se a deformação causada pela tensão exceder a plasticidade do metal, isso levará à geração de trincas a quente.
No processo de produção, geralmente não há fissuras puramente a quente ou puramente a frio. A maioria delas se origina inicialmente como fissuras a quente e, em seguida, evolui dessas fissuras a quente para fissuras a frio durante o processo de resfriamento.
Reparo de peças de alumínio fundido
Os fatores que influenciam a formação de trincas na fundição estão relacionados principalmente à qualidade da massa fundida, ao equipamento de fundição, às condições do processo de fundição e à estrutura granular. Portanto, podemos adotar medidas adequadas nesses quatro aspectos, a fim de prevenir a ocorrência de trincas na fundição.
Reduzir o teor de impurezas
A otimização da composição química pode melhorar a moldabilidade da liga e reduzir a formação de trincas no lingote. Quando o teor de impurezas é elevado, a distorção da rede cristalina na estrutura da liga aumenta, a tensão interna cresce e a capacidade de resistir à deformação plástica diminui consideravelmente, fazendo com que a liga fique propensa à formação de trincas.
Reduzir o teor de gás e o teor de inclusões
Durante a fundição do alumínio e das ligas de alumínio, o gás do forno e o ar devem interagir com o alumínio fundido na interface, resultando em processos como combinação, decomposição, dissolução e difusão. O alumínio se oxida e absorve gás.
Como o H₂ presente no gás absorvido pela massa fundida representa mais de 85%, e a solubilidade do hidrogênio na massa fundida diminui à medida que a temperatura diminui. Uma grande quantidade de gás é precipitada quando a massa fundida se cristaliza e se solidifica, formando-se os poros no lingote. As inclusões e os poros podem enfraquecer a ligação entre os grãos, causando concentração de tensão, reduzindo a plasticidade e a resistência do lingote, o que resulta em trincas de fundição.
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