Os significados de tratamento metamórfico, refinamento de grãos e refinamento da fase primária ou mudança de morfologia são diferentes, e às vezes o termo tratamento metamórfico é usado para resumir esses conteúdos.

(1) Tratamento de deterioração. Para binário simples Ligas de Al Si Ligas como a Z102, que contém de 11% a 13% de Si, são ligas eutéticas típicas. Sua estrutura consiste em silício grosseiro em forma de agulha (deveria ser em camadas) e uma solução sólida eutética de α (Al), além de uma pequena quantidade de silício primário em forma de bloco (com a composição da liga tendendo para o limite superior). As propriedades mecânicas da liga não são elevadas, com resistência à tração não superior a 140 MPa e alongamento inferior a 3%. Se um modificador (2-3%) contendo Na ou NaF for adicionado à massa fundida antes do vazamento para o tratamento de modificação, o ponto eutético parece deslocar-se para a direita e a temperatura eutética diminuir após o tratamento de modificação, fazendo com que a liga originalmente ligeiramente hipereutética se torne hipoeutética. O silício primário desaparece, a solução eutética refina-se e surge uma solução sólida primária de α (Al). As propriedades mecânicas da liga são melhoradas, com resistência à tração de 180 MPa e alongamento superior a 8%. Ele pode até ser processado sob pressão para se transformar em placas e tiras.

O uso de sal de sódio como modificador é propenso à absorção de umidade, dificulta o armazenamento e o controle da quantidade de sódio adicionada. As peças fundidas ficam propensas à porosidade e a duração do efeito modificador é curta. Após o tratamento de modificação, a peça deve ser vazada em até 30 minutos. Posteriormente, descobriu-se que não apenas o sódio, mas também o estrôncio, apresentavam o mesmo efeito e uma longa vida útil, sendo conhecidos como agentes de deterioração de longa duração. Portanto, o uso de sal de sódio (NaF) ou liga intermediária de Al-Sr é claramente superior, sendo a liga intermediária de Al-Sr fácil de armazenar, com controle preciso da quantidade adicionada e maior vida útil.

O efeito da adição de fósforo é oposto ao do sódio. Originalmente uma liga eutética, ela adquire uma estrutura hipereutética, o que aumenta a quantidade de silício primário na massa e melhora a resistência ao desgaste da liga. A liga de alumínio fundido eutética usada na produção de pistões deve ser tratada com modificação por fósforo.

O uso de antimônio para tratamento de modificação não apresenta alterações significativas na estrutura da liga fundida, sendo esta semelhante à estrutura não modificada. No entanto, após o envelhecimento em solução sólida, a estrutura sofre alterações significativas, especialmente a resistência e a tenacidade da liga, que apresentam melhorias consideráveis.

(2) Refinar o tamanho do grão. A adição de uma pequena quantidade de titânio à liga de alumínio para refinar os grãos alfa (Al) pode melhorar tanto as propriedades mecânicas quanto a processabilidade da liga. O processo de refinamento da estrutura da liga de alumínio pela adição de titânio também é conhecido como tratamento de modificação.

Os agentes refinadores de grãos devem ser promotores de nucleação. Quando metais e ligas se solidificam em cristais, eles passam por processos de nucleação e crescimento. A formação de núcleos cristalinos pode ser dividida em nucleação homogênea e nucleação heterogênea. A nucleação homogênea deve garantir que toda a massa fundida tenha o mesmo grau de subresfriamento. Na produção real, isso é impossível de alcançar. Sempre existem locais (como a parede do molde) que resfriam rapidamente e outros (como o centro da peça fundida) que resfriam lentamente, resultando em diferentes graus de subresfriamento e tempos de nucleação variáveis. Durante a produção, espera-se adicionar uma substância que possa ser usada como núcleo cristalino para obter uma estrutura uniforme e fina na peça fundida. Adicionar uma pequena quantidade de titânio ou uma pequena quantidade de titânio e boro à liga de alumínio pode atingir esse objetivo. Além disso, a taxa de resfriamento também é um fator importante, pois afeta não apenas a nucleação, mas também controla a taxa de crescimento dos cristais. Somente considerando tanto a nucleação (incluindo núcleos cristalinos externos) quanto a taxa de resfriamento é possível obter uma microestrutura uniforme e fina.

(3) Alterar a aparência inicial. Frequentemente, existem fases compostas primárias em forma de agulha (ou flocos) em ligas de alumínio, que têm um impacto significativo nas propriedades da liga, especialmente nas propriedades mecânicas. Se a fase Al3Fe for acicular, as propriedades mecânicas diminuirão. Se a proporção Fe:Si for de 4:1, forma-se a fase AFeSi, que altera a forma e melhora significativamente as propriedades mecânicas, principalmente o alongamento. A adição de manganês também pode alterar a morfologia das fases que contêm ferro.

Em ligas de Mg-Al, quando o teor de magnésio é elevado, a fase β (Mg5Al8) torna-se grosseira e ocorre nos contornos de grão. Sem tratamento de solubilização, as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão são deficientes. No entanto, o tratamento de solubilização requer um longo tempo. Se uma pequena quantidade de zircônio for adicionada, a fase β pode ser refinada, o que é benéfico para o tratamento térmico.

Em ligas de alumínio, ocasionalmente estão presentes impurezas de metais com baixo ponto de fusão (como Pb, Sn, Bi, etc.), que enfraquecem os contornos de grão e causam fusão a temperaturas ligeiramente mais altas; por exemplo, o alumínio contém sódio, causando "fragilização por sódio". A adição de uma pequena quantidade de elementos de terras raras para transformar essas impurezas metálicas em compostos pode eliminar os problemas presentes nos contornos de grão.

Portanto, pode-se dizer que, no processo de fusão e fundição, os elementos ou ligas intermediárias que podem melhorar a estrutura da liga, refinar os grãos da liga, alterar o tamanho, a morfologia ou a distribuição das fases primárias e remover fases prejudiciais nos contornos de grão são todos chamados de modificadores, e esse processo pode ser chamado de tratamento de modificação.

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