As ligas de alumínio caracterizam-se por seu baixo peso específico, baixo ponto de fusão, solubilidade de gases insignificante — com exceção do hidrogênio —, excelente fluidez, boa usinabilidade e boa resistência à corrosão. Peças fundidas de qualidade superior são um requisito essencial para componentes estruturais críticos utilizados nas indústrias automotiva e aeroespacial. A produção dessas peças fundidas exige que as inclusões e a porosidade nas ligas de alumínio sejam minimizadas (ou mesmo eliminadas) a fim de eliminar sua influência prejudicial sobre as propriedades mecânicas, de modo que essas propriedades sejam então controladas principalmente pela microestrutura das peças fundidas.
A presença de inclusões não metálicas duras em ligas de alumínio pode não apenas prejudicar as propriedades mecânicas do produto final, mas também causar uma série de outros problemas de processamento na fundição sob pressão, incluindo:
Redução das propriedades mecânicas da peça fundida
A resistência à tração e o alongamento são significativamente reduzidos com o aumento do teor de inclusões. O metal puro, em geral, é caracterizado por elevadas propriedades de tração (limite de escoamento, resistência à tração máxima e porcentagem de alongamento).
Baixa usinabilidade e alto desgaste das ferramentas
Algumas das inclusões que costumam estar presentes na peça fundida são partículas cerâmicas frágeis e extremamente duras. A dureza de certas inclusões pode ser medida na escala de Mohs, em que o diamante tem dureza 10. Quando uma liga fundida é purificada por filtração antes da fundição, a usinabilidade melhora significativamente.
Perda de fluidez e de propriedades nutritivas
As inclusões no metal fundido provocam uma diminuição da fluidez. A produção de metal fundido puro por meio de filtração por filtro de espuma cerâmica pode aumentar drasticamente a fluidez, em até 30% em temperaturas normais de operação.
Aumento da porosidade dos gases
O nível de hidrogênio dissolvido nas ligas de alumínio fundidas é o principal fator responsável pela formação de porosidade por gás durante a solidificação. O limite de solubilidade do hidrogênio no alumínio fundido é elevado, mas diminui drasticamente à medida que o metal se solidifica, levando à formação de porosidade por gás. A porosidade gaseosa após a solidificação depende não apenas do teor de hidrogênio no metal fundido, mas também da pureza do metal. Os óxidos atuam como locais de nucleação de poros, e os hidretos se decompõem durante o resfriamento, produzindo hidrogênio dissolvido.
Baixa qualidade da superfície e falta de estanqueidade à pressão
Defeitos em produtos de alumínio, como poros minúsculos em chapas finas e riscos em placas litográficas, são geralmente causados por inclusões. As inclusões, cujo diâmetro efetivo varia de 10 a 20 m, podem, mesmo em concentrações de poucas partes por milhão, ser prejudiciais em produtos de alumínio laminado.