Levantamento de correlações de solidificação da liga A356 para aplicação em simulação computacional e projetos de rodas automotivas

dc.contributor.advisor-co1Gomes, Leonardo Fernandes
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6904883156193838por
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0648-2672por
dc.contributor.advisor1Spinelli, José Eduardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0611-1038por
dc.contributor.authorSantos, Pedro Gabriel Benedito de Oliveira
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7830820641203040por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-3597-1099por
dc.date.accessioned2024-07-11T16:41:53Z
dc.date.available2024-07-11T16:41:53Z
dc.date.issued2024-02-27
dc.description.abstractWheels are safety items with high structural demand. AlSi alloys stand out due to their good ratio between density and strength. The use of A356 alloy processed by Low-Pressure Die Casting (LPDC) and T6 heat treatment arises from the need for adequate mechanical properties and ease of cyclic processing on a large scale. The high competitiveness of the sector demands a shorter time-tomarket and better performance. Casting numerical simulations assist in predicting thermal and microstructural parameters resulting from the solidification process of the alloy in metallic molds. Understanding thermal parameters is essential for predicting either the phase morphologies or the dendritic length-scale of the casting, as these characteristics have a direct impact on the alloy’s strength. This Master’s work aims to define theoretical equations for application in commercial casting software, to predict the tensile properties of cast and heat-treated wheels. For this purpose, directional solidification (DS) experiments were conducted with A356 alloy to determine equations relating solidification time and cooling rate along the cast part. The part generated by DS was subsequently divided into sections – treated and untreated. Each half was examined in tensile tests, and the secondary dendrite arm spacing (SDAS or λ2) was determined using an optical microscope. This allowed the development of experimental equations relating SDAS to solidification time and tensile properties to SDAS. Finally, simulation with the equations was validated using real tensile test data of wheels before and after T6 treatment. This test involved two methods of correlating tensile properties with SDAS: Hall-Petch (HP) type and Ludvig model (LM). The HP model more accurately represented the tensile strength data from various regions of the wheels, with an average error of approximately 5.6% for tensile strength.eng
dc.description.resumoRodas são itens de segurança com alta demanda estrutural. Ligas AlSi se destacam devido à boa relação entre densidade e resistência. A utilização da liga A356 processada por Fundição sob Baixa-Pressão (LPDC) e tratamento térmico T6 decorre da necessidade de propriedades mecânicas adequadas e facilidade no processamento cíclico em larga escala. A alta competitividade do setor exige um menor time-to-market e melhor desempenho. Simulações numéricas de fundição auxiliam na previsão de parâmetros térmicos e microestruturais resultantes do processo de solidificação da liga em moldes metálicos. Compreender os parâmetros térmicos é essencial para prever as morfologias e a escala dendrítica, pois essas características têm um impacto direto na resistência da liga. Este Mestrado tem como objetivo definir equações teóricas para aplicação em software comercial de fundição, para previsão das propriedades de tração de rodas fundidas e tratadas termicamente. Para isso, foram realizados experimentos de solidificação direcional (SD) com a liga A356 para determinar equações relacionando o tempo de solidificação e a taxa de resfriamento ao longo da peça fundida. A peça gerada pela SD foi posteriormente dividida em seções – tratada e não tratada termicamente. Cada metade foi examinada em ensaios de tração e determinado o espaçamento dendrítico secundário (SDAS ou λ2) em microscópio ótico. Permitindo o desenvolvimento de equações experimentais relacionando SDAS com o tempo de solidificação e com propriedades de tração. Por fim, a simulação com as equações foi validada usando dados reais de teste de tração de rodas antes e depois do tratamento T6. Este teste envolveu dois métodos de correlacionar as propriedades de tração com SDAS: tipo Hall-Petch (HP) e modelo de Ludvig (LM). O modelo HP representou com maior precisão os dados de resistência de várias regiões das rodas, com um erro médio de aproximadamente 5,6% para resistência à tração, contra os 22,9% apresentado pelo LM.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationSANTOS, Pedro Gabriel Benedito de Oliveira. Levantamento de correlações de solidificação da liga A356 para aplicação em simulação computacional e projetos de rodas automotivas. 2024. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19902.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19902
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectTratamento térmico T6por
dc.subjectA356por
dc.subjectSDASpor
dc.subjectPropriedades mecânicaspor
dc.subjectSolidificaçãopor
dc.subjectRoda de liga levepor
dc.subjectT6 heat treatmenteng
dc.subjectMechanical propertieseng
dc.subjectSolidificationeng
dc.subjectAlloy wheelseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.titleLevantamento de correlações de solidificação da liga A356 para aplicação em simulação computacional e projetos de rodas automotivaspor
dc.title.alternativeStudy of solidification in A356 alloy for application in computational simulation and automotive wheel designeng
dc.typeDissertaçãopor

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