POROSITY, DEFECT CONNECTIVITY AND TIGHTNESS IN Al-Si-Cu alloys PRODUCED BY HPDC: FOCUSED SYSTEMATIC REVIEW AND LEAKAGE RISK FRAMEWORK
DOI:
https://doi.org/10.66104/753t0462Palavras-chave:
HPDC. Porosity. Tightness. Al-Si-Cu alloys. Risk of leakage.Resumo
High Pressure Die Casting (HPDC) of Al-Si-Cu alloys is widely used in the production of critical industrial components that require high tightness. However, the formation of porosity resulting from the entrapment of gases and contraction during solidification compromises the functional reliability of these parts. This focused systematic review integrates porosity formation mechanisms, process parameters, and their impacts on tightness performance, based on a structured search in the Web of Science, which resulted in a final portfolio of 12 articles selected by explicit eligibility criteria and comparative analysis. The results demonstrate that the volumetric fraction of porosity, alone, is not sufficient to predict functional failures, with connectivity, percolation, nature of defects and proximity to the surface being the most relevant factors for the risk of leakage. The most used characterization methods - metallography, X-ray radiography and micro-computed tomography (micro-CT) - and the main functional tests, with emphasis on the helium leak test and air decay test, are also critically discussed. Finally, a conceptual framework of industrial applicability is proposed that integrates process parameters, morphology and connectivity of defects, detection methods and functional validation of tightness, contributing to technical decision making in HPDC components subjected to severe sealing requirements.
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Referências
ADAMANE, A. R.; ARNBERG, L.; FIORESE, E.; TIMELLI, G.; BONOLLO, F. Influence of Injection Parameters on the Porosity and Tensile Properties of High-Pressure Die Cast Al-Si Alloys: A Review. International Journal of Metalcasting, v. 9, p. 43-53, 2015. DOI: 10.1007/BF03355601.
CAO, H.; LUO, Z.; WANG, C.; WANG, J.; HU, T.; XIAO, L.; CHE, J. The Stress Concentration Mechanism of Pores Affecting the Tensile Properties in Vacuum Die Casting Metals. Materials, v. 13, n. 13, art. 3019, 2020. DOI: 10.3390/ma13133019.
GRANT, M. J.; BOOTH, A. A typology of reviews: an analysis of 14 review types and associated methodologies. Health Information and Libraries Journal, v. 26, n. 2, p. 91-108, 2009.
LI, H.; ZHANG, H.; PENG, W.; LIN, B.; SHAO, Y.; LIN, L.; FU, B.; YU, Z. The Effect of Process Parameters on the Properties and Microstructure of A380 Aluminum Alloy Casting with Different Wall Thicknesses. Crystals, v. 13, n. 4, art. 587, 2023. DOI: 10.3390/cryst13040587.
LORDAN, E.; ZHANG, Y.; DOU, K.; JACOT, A.; TZILEROGLOU, C.; WANG, S.; WANG, Y.; PATEL, J.; LAZARO-NEBREDA, J.; ZHOU, X. et al. High-Pressure Die Casting: A Review of Progress from the EPSRC Future LiME Hub. Metals, v. 12, n. 10, art. 1575, 2022. DOI: 10.3390/met12101575.
MEDEIROS, I. L.; VIEIRA, A.; BRAVIANO, G.; GONCALVES, B. S. Revisão sistemática e bibliometria facilitadas por um canvas para visualização de informação. InfoDesign - Revista Brasileira de Design da Informação, v. 12, n. 1, p. 93-110, 2015. DOI: 10.51358/id.v12i1.341.
NIU, X. P.; HU, B. H.; PINWILL, I.; LI, H. Vacuum Assisted High Pressure Die Casting of Aluminium Alloys. Journal of Materials Processing Technology, v. 105, p. 119-127, 2000. DOI: 10.1016/S0924-0136(00)00545-8.
NOURIAN-AVVAL, A.; FATEMI, A. Characterization and Analysis of Porosities in High Pressure Die Cast Aluminum by Using Metallography, X-Ray Radiography, and Micro-Computed Tomography. Materials, v. 13, n. 14, art. 3068, 2020. DOI: 10.3390/ma13143068.
SOARES, G.; NETO, R.; MADUREIRA, R.; SOARES, R.; SILVA, J.; SILVA, R. P.; ARAUJO, L. Characterization of Al Alloys Injected through Vacuum-Assisted HPDC and Influence of T6 Heat Treatment. Metals, v. 13, n. 2, art. 389, 2023. DOI: 10.3390/met13020389.
SZALVA, P.; ORBULOV, I. N. The Effect of Vacuum on the Mechanical Properties of Die Cast Aluminum AlSi9Cu3(Fe) Alloy. International Journal of Metalcasting, v. 13, n. 4, p. 853-864, 2019. DOI: 10.1007/s40962-018-00302-z.
ZHANG, S.; REN, P.; WANG, K.; LIU, B.; MENG, X. Influence of High-Speed Ram Transition Position on Porosity and Mechanical Properties of Large One-Piece Die-Casting Al-Si-Mn-Mg Aluminium Alloy. Materials, v. 17, n. 24, art. 6169, 2024. DOI: 10.3390/ma17246169.
ZHOU, B.; KANG, Y.; QI, M.; ZHANG, H.; ZHU, G. R-HPDC Process with Forced Convection Mixing Device for Automotive Part of A380 Aluminum Alloy. Materials, v. 7, n. 4, p. 3084-3105, 2014. DOI: 10.3390/ma7043084.
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