Redução de energia no processo de tratamento térmico t6 nas ligas de alumínio AC2B – AlCuSi
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Data
2024-03-21
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Instituto de Tecnologia e Educação Galileo da Amazônia
Resumo
A utilização das ligas de alumínio pela indústria automotiva é um dos principais vetores para que as montadoras atinjam as metas importantes e sustentáveis que definem os limites de emissão de gases poluentes, consumo de combustível, segurança e performance. Uma vez que o alumínio apresenta cerca de 1/3 da densidade do aço e excelentes propriedades mecânicas, a substituição das ligas de aço por ligas de alumínio resulta em redução do peso veicular, impactando positivamente os aspectos listados. Há uma relação definida em algumas bibliografias que a redução de 10 % da massa veicular pode reduzir em até 8 g de CO2 por km rodado e até 6,5% de consumo de combustível. No entanto, para que a aplicação dessas mudanças seja viáveis torna-se necessário otimizar etapas do processo de produção das ligas tradicionais que, por sua vez, permitam reduzir os custos energéticos e de materiais para sua produção. Neste contexto, as ligas de alumínio da série 2XXX, cujo elemento principal é o cobre, são as ligas mais utilizadas na indústria aeroespacial e automotiva na fabricação de componentes de suspensão, rodas forjadas, cabeçotes de motor, fuselagens de aeronaves etc. por serem em sua maioria ligas tratáveis termicamente, podendo, após os tratamentos, atingirse a resistência de 450 MPa. No entanto, um dos desafios para atendimento de metas de redução do custo energéticos e ambientais pode estar na proposição de ligas e técnicas de tratamentos que permitam a produção destas ligas com menor custo energético e, simultaneamente, mantenha as propriedades físicas e mecânicas demandadas pelo setor automotivo e aeroespacial. Desta forma, o objetivo principal deste estudo foi avaliar diferentes composições de ligas de alumínio AC2B - AlCuSi que apresentasse o menor custo energético de processamento e mantendo as características físicas e mecânicas demandadas pelos setores citados anteriormente. Neste sentido, diferentes teores de elementos de liga a base de Cu, Si e Mg foram variados e ensaios mecânicos foram realizados para medir a dureza, bem como avaliou-se qual condição permitiu obter o menor tempo na etapa de envelhecimento artificial dos tratamentos térmicos T6 aplicado a liga AC2B, liga de AlCuSi. Foi observado que o melhor processo de tratamento térmico T6 proporcionou redução em 30,7% do tempo de produção através de propostas que alteram as faixas de elementos de liga Cu, Si e Mg sem comprometer as propriedades mecânicas das ligas. A partir da otimização da solubilidade de precipitados endurecedores foi obtido redução de 14,6% do consumo energético e redução da pegada global de carbono do processo, bem como a redução do custo de produção de 2,99% ocorrido pela redução do uso de Cu na liga.
Palavras-chave
Redução de energia, Tratamento Térmico T6, Liga AC2B, Liga A319
Citação
SILVA, Ricardo Cruz. Redução de energia no processo de tratamento térmico t6 nas ligas de alumínio AC2B – AlCuSi. 2024. 84 fls. Dissertação do programa de pós-graduação em Engenharia, Gestão de Processos, Sistemas e Ambiental (EGPSA), Instituto de Tecnologia e Educação Galileo da Amazônia (ITEGAM), Manaus, 2024.