Processamento, microestrutura e propriedades de componentes produzidos a partir de pós descartados da liga AlSi10Mg

dc.contributor.advisor-co1Xavier , Marcella Gautê Cavalcante
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/1461465373583248
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5690-9377
dc.contributor.advisor1Spinelli, José Eduardo
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/8882038118634925
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0611-1038
dc.contributor.authorOliveira, Mila Christy de
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/0658518700609597
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0007-7392-0587
dc.contributor.refereeMagalhães, Danielle Cristina Camilo
dc.contributor.refereeSilva, Maria Adrina Paixão de Souza da
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/5486724956564584
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/6642036918358829
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-5857-4902
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7202-4541
dc.date.accessioned2026-03-03T13:30:43Z
dc.date.issued2026-02-26
dc.description.abstractOut-of-spec aluminum powders, usually discarded, represent an underutilized resource. Alternative consolidation routes make powder reuse a promising and environmentally sustainable solution for the AlSi10Mg alloy. The methodology of this work addresses the uniaxial compaction of powders under loads between 30 and 100 kN, followed by remelting and rapid solidification by suction casting. The main objective is to verify the possibility of producing components with mechanical and tribological properties similar or superior to those obtained by conventional routes. The results show that the adopted route produces parts with extremely low porosity (≤0.2%) and refined dendritic microstructures (spacings between 2.4 and 4.6 µm). Microstructural refinement is mainly controlled by the cooling rate and the compaction load. Intermediate loads (50–80 kN) enhance densification and refinement, resulting in low porosity, whereas higher load (100 kN) proves detrimental, leading to increased porosity (3,6%) and reduced microhardness (87 HV) due to limited penetration of the molten metal. Samples with more refined microstructures achieve compressive strength above 500 MPa and Vickers microhardness values exceeding 100 HV, values that significantly surpass by conventional casting (60–80 HV). In wear tests, an inverse correlation between hardness and wear rate has been observed. The densest and most refined samples (50 kN/3 mm) exhibit wear rates of 2.3 × 10⁻⁴ mm³/N·m, comparable to components produced by Laser Powder Bed Fusion. Even under abrasive conditions, although mass loss was higher, the influence of microstructural refinement remains evident. The combination of compaction and suction casting is thus confirmed as an efficient upcycling strategy for AlSi10Mg, converting powder waste into high-performance components for automotive and aerospace applications, particularly thin-walled parts.eng
dc.description.resumoPós de ligas de alumínio fora de especificação, geralmente descartados, representam um recurso pouco aproveitado na indústria. Nesse contexto, rotas alternativas de consolidação podem tornar a reutilização do pó uma solução promissora e ambientalmente sustentável para a liga AlSi10Mg. No entanto, poucos estudos avaliam sistematicamente a viabilidade dessas rotas, o que é o foco desse Mestrado. A metodologia aplicada inclui a compactação uniaxial de pós, sob cargas entre 30 e 100 kN, com a refusão e solidificação rápida por suction casting. O objetivo principal é verificar a possibilidade de produzir componentes com propriedades mecânicas e tribológicas compatíveis com aquelas obtidas por rotas convencionais. Os resultados mostram que a rota adotada produz peças com porosidade extremamente baixa (≤0,2%) e microestruturas dendríticas refinadas (espaçamentos entre 2,4 e 4,6 µm). O refino microestrutural é controlado principalmente pela taxa de resfriamento e pela carga de compactação. Cargas intermediárias (50–80 kN) favorecem a densificação e o refino microestrutural, com baixa porosidade. Já a carga de 100 kN resulta em maior porosidade (3,6%) e menor microdureza (87 HV) pela limitada penetração do metal fundido. Amostras com microestrutura mais refinada (50 kN/3 mm) alcançam resistência à compressão superior a 500 MPa e microdureza Vickers de 118 HV, valores que superam a fundição convencional (60–80 HV). Nos ensaios de desgaste, verifica-se uma correlação inversa entre dureza e taxa de desgaste. A amostra mais densa e refinada (50 kN/3 mm) apresentam taxas de 2,3 × 10⁻⁴ mm³/N·m, desempenho comparável ao de peças produzidas por Laser Powder Bed Fusion - LPBF. Mesmo sob desgaste abrasivo, o refinamento microestrutural manteve influência. A combinação de compactação e suction casting confirma-se como estratégia eficiente de upcycling da liga AlSi10Mg, convertendo resíduos em componentes de bom desempenho para aplicações automotivas e aeroespaciais, sobretudo em peças de parede fina.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Mila Christy de. Processamento, microestrutura e propriedades de componentes produzidos a partir de pós descartados da liga AlSi10Mg. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23707.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23707
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCâmpus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.relation.urihttps://www.mdpi.com/2075-4701/15/11/1261
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectAlSi10Mg
dc.subjectPós metálicos
dc.subjectSolidificação
dc.subjectReciclagem
dc.subjectMicroestrutura
dc.subjectPropriedades mecânicas
dc.subjectDesgaste
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleProcessamento, microestrutura e propriedades de componentes produzidos a partir de pós descartados da liga AlSi10Mg
dc.title.alternativeManufacturing, microstructure, and mechanical properties of components produced from waste AlSi10Mg powderseng
dc.typeDissertação

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