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dc.contributor.authorReyes, Rodrigo André Valenzuela
dc.date.accessioned2021-07-26T12:33:54Z
dc.date.available2021-07-26T12:33:54Z
dc.date.issued2021-06-16
dc.identifier.citationREYES, Rodrigo André Valenzuela. Avaliação das microestruturas de solidificação e propriedades de aplicação de ligas monotéticas Al-Bi, Al-Bi-Cu e Al-Bi-Zn. 2021. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14665.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14665
dc.description.abstractMonotectic Al-based ternary alloys can result in a good combination of wear resistance and mechanical strength. While the soft self-lubricating elements contribute to an appropriate wear resistance, modification with third elements can increase the load-bearing capacity. The control of thermal solidification parameters, under conditions of transient heat flow, may provide an optimized distribution of the minority soft phase of Bismuth (Bi) incorporated in an Al-rich matrix. In the present study, Al-Bi, Al-Bi-Zn and Al-Bi-Cu alloys were generated by directional solidification technique, having the microstructures characterized and dimensioned based on the cooling rates (Ṫ). The main objective is to evaluate the influences of the addition of elements - typical hardeners in Al alloys: 3wt.% zinc (Zn) and 3wt.% copper (Cu) - in the microstructures (through Bi spacing, λBi), tensile properties and wear resistances of the monotectic Al-3,2 wt.% Bi alloy. These additions contribute to the development of light and more resistant alloys in new designs of sliding bearings, whose demands are increasing. It is shown that the addition of Cu promotes 50% of microstructural refining (from 88 μm to 44 μm, for Ṫ = 1 ° C/s), almost doubles the wear resistance (average worn volume, V, reduced from 0.43 mm3 to 0.27 mm3 for 60 minutes of testing) and more than doubles the ultimate tensile strength (from 70 MPa to 165 MPa) with a decrease in elongation-to-fracture (from 40% to 25%) compared to the Al-3.2 wt.% Bi alloy. Regarding to the addition of Zn, although there is some microstructural refinement (40% for Ṫ = 1 ° C/s), little contribution was observed in the application properties. Hall-Petch equations correlating the tensile properties with the interphase spacing (λBi) have been proposed, as well as relationships between the V as a function of both λBi and test time (t).eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectSolidificaçãopor
dc.subjectDesgastepor
dc.subjectLigas ternáriaspor
dc.subjectLigas monotéticaspor
dc.subjectAl-Bipor
dc.subjectAl-Bi-Znpor
dc.subjectAl-Bi-Cupor
dc.subjectPropriedades mecânicaspor
dc.subjectSolidificationeng
dc.subjectWeareng
dc.subjectTernary alloyseng
dc.subjectMonotectic alloyseng
dc.subjectMechanical propertieseng
dc.titleAvaliação das microestruturas de solidificação e propriedades de aplicação de ligas monotéticas Al-Bi, Al-Bi-Cu e Al-Bi-Znpor
dc.title.alternativeEvaluation of as-solidified microstructures and application properties of Al-Bi, Al-Bi-Cu and Al-Bi-Zn monotectic alloyseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Spinelli, José Eduardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925por
dc.description.resumoLigas monotéticas ternárias à base de Al podem resultar em uma boa combinação de resistência ao desgaste e resistência mecânica. Enquanto os elementos macios autolubrificantes contribuem para uma resistência adequada ao desgaste, a modificação com terceiros elementos pode aumentar a capacidade de suportar a carga. O controle dos parâmetros térmicos de solidificação, sob condições de fluxo de calor transiente, proporciona uma distribuição otimizada da fase de baixa dureza minoritária de Bismuto (Bi) incorporada em uma matriz rica em Al. No presente estudo, ligas Al-Bi, Al-Bi-Zn e Al-Bi-Cu foram geradas por solidificação direcional tendo as microestruturas caracterizadas e dimensionadas com base nas taxas de resfriamento (Ṫ). O objetivo principal é avaliar as influências da adição de elementos - endurecedores típicos em ligas de Al: 3% de zinco, Zn e 3% de cobre, Cu - nas microestruturas (espaçamento interfásico, λBi), propriedades mecânicas de tração e resistência ao desgaste da liga monotética Al-3,2%Bi (% em peso). Essas adições contribuem com o desenvolvimento de ligas leves e mais resistentes em novos projetos de mancais de deslizamento, cujas demandas são crescentes. É demonstrado que a adição de Cu promove o refino microestrutural da ordem de 50% (de 88 μm para 44 μm, para Ṫ = 1 °C/s), quase dobra a resistência ao desgaste, com volume médio desgastado, V, reduzindo de 0,43 mm3 para 0,27 mm3 para 60 minutos de ensaio, e mais que dobra a resistência à tração (passando de 70 MPa para 165 MPa), com redução na ductilidade (alongamento de 40 % para 25 %) em relação à liga binária Al-3,2%Bi. Com a adição de Zn, embora haja refinamento microestrutural (da ordem de 40 % para Ṫ = 1 °C/s), pouca contribuição foi observada nas propriedades da aplicação. Equações de Hall-Petch correlacionando as propriedades de tração com λBi foram propostas, assim como, relações entre o V em função de λBi e o tempo de ensaio (t).por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 142014/2017-6por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9357263200951932por


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