Levantamento de correlações de solidificação da liga A356 para aplicação em simulação computacional e projetos de rodas automotivas
| dc.contributor.advisor-co1 | Gomes, Leonardo Fernandes | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6904883156193838 | por |
| dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0003-0648-2672 | por |
| dc.contributor.advisor1 | Spinelli, José Eduardo | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8882038118634925 | por |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-0611-1038 | por |
| dc.contributor.author | Santos, Pedro Gabriel Benedito de Oliveira | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7830820641203040 | por |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-3597-1099 | por |
| dc.date.accessioned | 2024-07-11T16:41:53Z | |
| dc.date.available | 2024-07-11T16:41:53Z | |
| dc.date.issued | 2024-02-27 | |
| dc.description.abstract | Wheels 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.resumo | Rodas 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.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
| dc.identifier.citation | SANTOS, 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.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19902 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Tratamento térmico T6 | por |
| dc.subject | A356 | por |
| dc.subject | SDAS | por |
| dc.subject | Propriedades mecânicas | por |
| dc.subject | Solidificação | por |
| dc.subject | Roda de liga leve | por |
| dc.subject | T6 heat treatment | eng |
| dc.subject | Mechanical properties | eng |
| dc.subject | Solidification | eng |
| dc.subject | Alloy wheels | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | por |
| dc.title | Levantamento de correlações de solidificação da liga A356 para aplicação em simulação computacional e projetos de rodas automotivas | por |
| dc.title.alternative | Study of solidification in A356 alloy for application in computational simulation and automotive wheel design | eng |
| dc.type | Dissertação | por |
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