Influência da incorporação de partículas de SiC na microestrutura e no comportamento tribológico de compósitos Al/SiCp com gradiente funcional

Abstract

Devido à boa relação entre densidade e resistência mecânica apresentada pelos compósitos de matriz de alumínio, estes materiais têm-se destacado em algumas aplicações industriais. Com efeito, a adição de reforços cerâmicos às ligas de alumínio, nomeadamente partículas de SiC, resulta na melhoria das suas propriedades mecânicas com particular impacto no aumento da resistência ao desgaste, ampliando o seu campo de aplicação como tribo-materiais. O desenvolvimento complementar de gradientes funcionais de propriedades neste tipo de compósitos permite a melhoria de uma grande variedade de propriedades, possibilitando a utilização destes tribo-materiais na indústria automóvel e aeronáutica. Exemplos de aplicações são cilindros, válvulas e seguidores de cames em motores de combustão interna, onde estes materiais operam como parte integrante de diversos sistemas tribológicos. Este estudo teve como objectivo verificar a influência da incorporação de partículas de SiC na microestrutura da liga Al-10Si-4.5Cu-2Mg processada por fundição centrífuga, tendo como referência a matriz não reforçada mas também processada por fundição centrífuga e caracterizada por um gradiente na microestrutura. A fracção de volume de partículas de SiC adicionadas foi de 10%. O comportamento tribológico dos dois materiais foi avaliado a fim de compreender o modo como as alterações na microestrutura promovidas pela adição de partículas de SiC influencia a resposta tribológica. Os testes tribológicos foram realizados na ausência de lubrificação e na geometria esfera-disco. A carga normal aplicada e a velocidade de deslizamento foram mantidas constantes com os valores de 3 N e 0.5 ms-1, respectivamente. Como contra-corpo foi usado aço de rolamento AISI 52100. A microestrutura e os principais mecanismos de desgaste foram caracterizados por recurso a SEM/EDS. Os resultados demonstraram a existência de fadiga extrema e a predominância de fenómenos de abrasão como mecanismos de desgaste. A resposta tribológica dos materiais caracterizados indiciou poder ser fortemente influenciada pela quantidade de partículas de reforço presente na matriz de alumínio.