Resumo: Neste trabalho estudou-se a fabricação de novas ligas do sistema Al-(4-7)wt%Si-4wt%Zn para serem utilizadas para o processamento no estado semissólido, notadamente em tixoconformação, por meio do processo de deformação a frio através da extrusão em canal angular constante (ECA). As ligas foram produzidas utilizando o método de lingotamento estanque e primeiramente foram submetidas à análise termodinâmica, envolvendo a aplicação simultânea de técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), com o método da diferenciação (MD) e de simulação computacional CALPHAD, considerando as condições de equilíbrio e Scheil. As análises de calorimetria foram conduzidas em amostras de três diferentes massas - 20 mg, 90 mg e 200 mg - com taxas de aquecimento variando entre 5, 10, 15, 20 e 25 ºC/min. Mapeou-se a transformação de fases e determinou-se as temperaturas de processamento: 570°C para as ligas Al-(5-7)wt%Si-4wt%Zn e 582°C para a liga Al-(4)wt%Si-4wt%Zn com o objetivo de se obter 45 % de fração sólida. Após a definição das temperaturas para o processo de tixoconformação, realizaram-se ensaios de compressão a quente para avaliar a viscosidade aparente em diferentes momentos de homogeneização térmica: 0, 30, 60 e 90 segundos impondo-se deformações de até 84 %. Esses ensaios foram conduzidos com taxas de aquecimento de 100 °C por minuto. Nas condições experimentais utilizadas e para os tempos de tratamento em torno de 90 s a viscosidade aparente se situou em torno de 103 Pa.s. Nessas condições, foi possível observar uma redução na segregação radial do líquido eutético, bem como um menor espaçamento inter globular nas ligas com menor teor de silício. Além disso, o monitoramento da evolução e características morfológica da estrutura cristalina em cada fase do processo indicou excelente estabilidade da microestrutura com pequeno crescimento do glóbulo ou grão que permaneceu próximo a 45 um e 50 um. O produto final conformado apresentou excelente comportamento mecânico, especialmente para a liga Al-(4)wt%Si-4wt%Zn que gerou 106 MPa de tensão de escoamento, 248 de tensão de ruptura e de até 17 % de alongamento. Foi observado que o teor de silício exerceu principalmente impacto na tenacidade durante os ensaios de tração. Observou-se que a deformação aplicada ao material por meio do processo de extrusão em canal angular constante (ECA) promove a globularização da fase primária e a redução do tamanho de grão. Tem-se, portanto, que o material é um excelente candidado a matéria prima para processamento via tixoconformação Ver menos

Abstract: In this work, the manufacture of new alloys of the Al-(4-7)wt%Si-4wt%Zn system was studied to be used for processing in the semisolid state, notably in thixoforming, using the cold deformation process through constant angle channel extrusion (ECA). The alloys were produced using the conventional casting method and were first subjected to thermodynamic analysis, involving the simultaneous application of differential scanning calorimetry (DSC) techniques, with the differentiation method (MD) and CALPHAD computer simulation, considering the conditions of balance and Scheil. Calorimetry analyzes were conducted on samples of three different masses - 20 mg, 90 mg and 200 mg - with heating rates varying between 5, 10, 15, 20 and 25 ºC/min. The phase transformation was mapped and the processing temperatures were determined: 570°C for the Al-(5-7)wt%Si-4wt%Zn alloys and 582°C for the Al-(4) alloy wt%Si-4wt%Zn with the objective of obtaining 45% solid fraction. After defining the temperatures for the thixoforming process, hot compression tests were carried out to evaluate the apparent viscosity at different moments of thermal homogenization: 0, 30, 60 and 90 seconds, imposing deformations of up to 84%. These tests were conducted at heating rates of 100 °C per minute. Under the experimental conditions used and for treatment times of around 90 s, the apparent viscosity was around 103 Pa.s. Under these conditions, it was possible to observe a reduction in the radial segregation of the eutectic liquid, as well as a smaller interglobular spacing in alloys with lower silicon content. Furthermore, monitoring the evolution and morphological characteristics of the crystalline structure at each stage of the process indicated excellent stability of the microstructure with small growth of the globule or grain that remained close to xum and yum. The final product showed excellent mechanical behavior, especially for the Al-(?)wt%Si-4wt%Zn alloy, which generated 106 MPa of yield stress, 250 of rupture stress and up to 17% of elongation. It was observed that the silicon content mainly had an impact on toughness during tensile tests. It was observed that the deformation applied to the material through the constant angular channel extrusion (ECA) process promotes globularization of the primary phase and a reduction in grain size. Therefore, the material is an excellent candidate for raw material for processing via thixoforming Ver menos