Conclusões

Baseado nos resultados das investigações teóricas e experimentais realizados ao decorrer desse trabalho e tendo como referência os demais estudos contidos na literatura no assunto, podem ser relacionadas as seguintes conclusões:

1. As macroestruturas dos lingotes das ligas Sn-2%Sb, Sn-5,5%Sb, Sn-10%Sb, Sn- 5,5%Sb-1%Cu e Sn-5,5%Sb-1%Ag, solidificados unidirecionalmente em condições transitórias de fluxo de calor, apresentaram grãos colunares ao longo de todo o comprimento do lingote.

2. Os lingotes unidirecionais das ligas binárias e ternárias analisadas apresentaram concentrações de soluto essencialmente constantes e próximas das concentrações nominais, não evidenciando ocorrência de macrossegregação. Para a liga Sn-10%Sb houve uma leve oscilação nos valores do teor de soluto, na faixa de posições 20 a 40 mm da base do lingote, o que pode ocorrer na solidificação transiente em função das inerentes instabilidades térmicas do processo. Para as ligas binárias, o coeficiente de redistribuição é maior do que 1,0 (k= 1,18) sendo, portanto, o solvente (Sn) o elemento rejeitado na interface de solidificação, e, como k é próximo de 1, não pode ocorrer segregação apreciável. Para as ligas ternárias nota- se também não ter ocorrido movimentação de Cu e Ag que fosse apreciável pelos canais interdendríticos em direção à base dos lingotes, o que provavelmente deveu-se à baixa concentração (1% em peso) desses elementos.

3. Ao longo de todo o comprimento do lingote da liga monofásica Sn-2%Sb, a microestrutura foi caracterizada por morfologia celular para o regime transiente de extração de calor, sendo essas células classificadas como de altas taxas de resfriamento, raramente reportadas na literatura para sistemas metálicos. Os experimentos em regime permanente apresentaram uma zona de transição de células para dendritas entre 0,06 e 0,1 ºC/s e um crescimento dendrítico para taxas de resfriamentos inferiores a 0,06 ºC/s. A liga Sn-5,5%Sb

apresentou uma transição reversa celular/dendrítica para a solidificação em regime transitório, ou seja para taxas de resfriamento superiores a 1,2 ºC/s, a estrutura apresenta-se com morfologia de células de altas taxas de resfriamento, seguido de uma curta transição morfológica, após a qual tem-se a presença de dendritas, para taxas de resfriamento inferiores a 0,9 ºC/s. Na solidificação em regime estacionário só ocorreu crescimento dendrítico e para taxas de resfriamento menores que 0,06 ºC/s.

4. Para a liga Sn-10%Sb só foi analisado o comprimento do lingote correspondente à faixa de microestruturas de interesse para aplicações como liga de soldagem (até 10mm a partir da base). Observou-se que, mesmo com o aumento do teor de soluto quando comparado com as demais ligas binárias estudadas, a morfologia permaneceu celular para taxas de resfriamento superiores a 7 ºC/s.

5. Para as ligas ternárias, observou-se que a adição de 1% de cobre na liga Sn- 5,5%Sb antecipou a formação dendrítica em relação à liga binária base, tendo sido observada ao longo de todo o comprimento do lingote. Essa mesma liga foi solidificada em regime estacionário, obtendo assim como na liga solidificada em regime transiente, morfologia completamente dendrítica. Para a liga Sn-5,5%Sb-1%Ag, solidificada em regime transiente, notou-se que mesmo com a adição da prata na liga Sn-5,5%Sb houve a permanência da zona de transição reversa celular/dendrítica observada na liga Sn-5,5%Sb. A formação da morfologia celular se inicia para valores da taxa de resfriamento próximos a 1,3 ºC/s.

6. As leis experimentais de crescimento obtidas para as ligas estudadas com relação aos espaçamentos celulares (λC em µm) e espaçamentos dendríticos primários (λ1 em µm) em

função da taxa de resfriamento e da velocidade da isoterma liquidus, foram:

a. λC,1=63,3(Ṫ)-0,55

c. λ1=83(Ṫ)-0,55

d. λC=19(VL)-1,1

e. λC=12(VL)-1,1

f. λC=22,5(VL)-1,1

g. λC=16(VL)-1,1

7. As fases caracterizadas nas microestruturas das ligas monofásicas foram a fase primária Sn-β e a fase SnSb que a envolve. Para a liga peritética (Sn-10%Sb), a fase secundária apresenta-se na forma do intermetálico Sn3Sb2. As ligas ternárias apresentam as

mesmas duas fases mencionadas para a liga base, Sn-5,5%Sb, e adicionalmente, os intermetálicos formados a partir das adições de Cu e Ag, sendo respectivamente, Cu6Sn5 e

Ag3Sn.

8. Os valores de microdureza para todas as ligas estudadas permaneceram constantes ao longo do comprimento dos lingotes unidirecionais. Para as ligas binárias, notou-se que com o aumento de teor de soluto, houve um aumento nos valores de dureza. Para a liga Sn- 5,5%Sb-1%Cu houve um leve acréscimo do valor da dureza quando comparada com a da liga binária Sn-5,5%Sb, enquanto que, para a liga Sn-5,5%Sb-1%Ag, observou-se que a prata não influenciou nos valores de dureza quando comparada com a liga Sn-5,5%Sb.

9. Considerando os valores de taxas de resfriamento aplicados em operações de soldagem, observou-se que, com o aumento do teor de soluto das ligas binárias Sn-Sb ocorre aumento dos limites de resistência à tração e de escoamento, porém com diminuição no alongamento específico para a liga Sn-10%Sb. Para as ligas ternárias, comparativamente à liga base Sn-5,5%Sb: (i) A liga Sn-5,5%Sb-1%Cu, atingiu valores significativamente maiores de limites de resistência à tração e de escoamento, porém com queda de pouco menos de 1/3 no alongamento específico; (ii) A liga Sn-5,5%Sb-1%Ag atingiu valores significativamente maiores de limites de resistência à tração e de escoamento porém inferiores aos da ternária/ cobre, embora ambas as ternárias tenham alongamentos específicos similares .

10. As leis experimentais correlacionando a escala das microestruturas (inverso dos espaçamentos celulares/dendríticos) em função dos limites de resistência a tração e de escoamento e alongamento específico para as ligas estudadas, foram:

a. Sn-2%Sb

b. Sn-5,5%Sb

c. Sn-10%Sb

d. Sn-5,5%Sb-1%Cu

11. A molhabilidade em substrato de aço das ligas binárias estudadas, aumentou gradativamente com o aumento do teor de soluto com base nos valores dos ângulos de contato iniciais (θi). Para a liga Sn-5,5%Sb-1%Cu houve um leve aumento no valor do θi, quando

comparado com ao da liga Sn-5,5%Sb, enquanto que, para a liga Sn-5,5%Sb-1%Ag, os valores do θi mantiveram-se próximos dos valores obtidos para a liga Sn-5,5%Sb.

12. Para os ensaios de mergulho, notou-se que apesar das diferenças de temperatura e de composição dos banhos líquidos, os valores da área recoberta foram similares para todas as ligas, apresentando um recobrimento muito bom em torno de 95% da área do substrato.

13. Considerando as ligas estudadas e os ensaios realizados nesse estudo, pode ser constatado que a liga Sn-5,5%Sb-1%Cu apresenta um melhor conjunto de resultados no que tange a aplicações como da liga de soldagem livre de chumbo.