Defeitos de Solidificação em Fundidos: Causas e Soluções

A formação de defeitos durante a solidificação de fundidos é um desafio crítico na indústria de fundição, impactando diretamente a qualidade e a integridade das peças produzidas. Neste artigo, exploraremos as principais categorias de defeitos de solidificação, suas causas e métodos de prevenção, com base nas informações fornecidas por especialistas da Universidade de Birmingham.

Porosidade de Gás

A porosidade de gás é uma das formas mais comuns de defeitos de solidificação, dividida em três subcategorias principais:

1. Precipitação de Gás: Durante a solidificação, o gás dissolvido no metal líquido pode ser precipitado, formando pequenas bolhas devido à redução da solubilidade do gás no metal sólido. Essas bolhas são uniformemente distribuídas, exceto por uma camada superficial livre de bolhas de aproximadamente 1-2 mm.
2. Aprisionamento de Ar: Ocorre quando o metal líquido é vertido sob condições que causam turbulência, aprisionando ar dentro do metal. Essas bolhas de ar são geralmente irregulares em tamanho e distribuídas perto da superfície da peça fundida.
3. Gás Proveniente de Machos: Os gases liberados pelos machos de areia durante a solidificação podem se misturar ao metal, formando bolhas maiores, conhecidas como "sopro de macho". Esses defeitos são geralmente encontrados sob a superfície da peça e podem ser prevenidos com uma ventilação adequada dos machos.

Porosidade de Retração

A porosidade de retração ocorre devido ao encolhimento do metal durante a solidificação e é dividida em duas categorias principais:

1. Macroporosidade: Caracterizada por cavidades grandes e visíveis a olho nu, resultantes do encolhimento do metal em regiões de baixa alimentação. Esses defeitos ocorrem tipicamente no centro térmico da peça fundida.
2. Microporosidade: Formada por pequenas cavidades interdendríticas que ocorrem em ligas com amplo intervalo de solidificação e em gradientes térmicos baixos. A microporosidade pode ser reduzida através do controle preciso da alimentação e da solidificação.

Rasgaduras a Quente

As rasgaduras a quente são fraturas intergranulares que ocorrem durante as últimas etapas da solidificação, quando uma pequena quantidade de líquido residual está presente entre os grãos. Elas são causadas por tensões de contração no metal e são mais comuns em ligas específicas, como as ligas Al-Cu.

Soluções e Prevenção

Para prevenir esses defeitos, é essencial implementar técnicas de fundição adequadas, como:

• Degaseificação Eficiente: Reduzir a quantidade de gás dissolvido no metal líquido antes da fundição.
• Projeto Adequado do Sistema de Alimentação: Minimizar a turbulência e garantir uma alimentação adequada durante a solidificação.
• Ventilação dos Machos: Garantir que os machos tenham uma ventilação suficiente para evitar a formação de bolhas de gás.
• Controle Térmico: Utilizar resfriamento controlado e moldes adequados para evitar gradientes térmicos adversos e promover uma solidificação uniforme.

Conclusão

Entender as causas e os mecanismos de formação dos defeitos de solidificação é fundamental para melhorar a qualidade das peças fundidas. A aplicação de técnicas adequadas de fundição pode minimizar esses defeitos, resultando em produtos de maior integridade e desempenho.

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Referências: CAMPBELL, J.; HARDING, R. A. Solidification Defects in Castings. The University of Birmingham, 1994. Disponível em: https://www.foundrygate.com/#/technical-papers. Acessado em 19/07/2024.