Estudo da solidificação, refusão a laser, propriedades mecânicas e resistência ao desgaste de ligas AlSi10MgXNi (X=0,1,2,3)

dc.contributor.advisor1Spinelli, José Eduardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0611-1038por
dc.contributor.authorMoura, Danusa Araújo de
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9519335454034025por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-3962-369Xpor
dc.date.accessioned2024-07-11T17:14:29Z
dc.date.available2024-07-11T17:14:29Z
dc.date.issued2024-03-01
dc.description.abstractThe AlSi10Mg alloys play a significant role in industries such as aerospace, automotive, and microelectronics due to a combination of properties and characteristics, including low density, good mechanical properties, corrosion resistance, and affordable application cost. Although widely used, there is still room for improvement in their mechanical properties. In this context, the present study aimed to investigate the influence of Ni addition (1, 2, and 3% by weight) on directionally solidified (DS) AlSi10Mg alloy, at lower cooling rates, and laser surface remelted (RSL) alloy, at higher rates, on microstructure, tensile strength, hardness, nanohardness, and wear resistance. Cooling rates were determined for DS samples and estimated by extrapolation for RSL samples. α-Al dendritic arrangements were found in the microstructure of all tested alloys (DS and RSL), surrounded by the eutectic constituent. The microstructure of quaternary alloys consisted of α-Al+Si+Al3Ni phases, with Al3Ni having a predominant fishbone morphology found in higher proportions due to slow cooling and increased Ni content. The AlSi10Mg-1Ni alloy showed the best tensile results, reaching 4.6% elongation and a strength of 208 MPa, attributed to fine dendritic spacing (< 18 μm) and a mixture of Al3Ni with fishbone and plate morphology. Phase clusters identified in the melt pools were related to α-Al, Al+Si, and Al+Si+Al3Ni constituents. Overall, the melt pool hardness increased with higher Ni content, due to an increase in the Al3Ni intermetallic fraction. The AlSi10Mg-1Ni alloy exhibited the highest wear resistance among all DS samples in the short-term wear test (10 min/0.5 N), while RSL samples showed similar wear.eng
dc.description.resumoAs ligas AlSi10Mg desempenham um papel significativo em indústrias como aeroespacial, automotiva e microeletrônica devido a uma combinação de propriedades e características que incluem baixa densidade, boas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e custo de aplicação acessível. Embora amplamente utilizadas, ainda há espaço para aprimorar suas propriedades mecânicas. Dentro desse contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar a influência da adição de Ni (1, 2, e 3% em peso) na liga AlSi10Mg solidificadas direcionalmente (SD), em taxas de resfriamento mais baixas e refundidas superficialmente a laser (RSL), em taxas mais altas, na microestrutura, resistência à tração, dureza, nanodureza e resistência ao desgaste. As taxas de resfriamento foram determinadas para as amostras SD e estimadas com extrapolação para as amostras RSL. Arranjos dendríticos α-Al foram encontrados na microestrutura de todas as ligas testadas (SD e RSL), envoltas pelo constituinte eutético. A microestrutura das ligas quaternárias foi constituída pelas fases α-Al+Si+Al3Ni, sendo que a fase Al3Ni apresentou formato predominante de espinha de peixe sendo encontrada em maiores proporções como resultado do resfriamento lento e aumento do teor de Ni. A liga AlSi10Mg-1Ni apresentou os melhores resultados de tração, atingindo 4,6% de alongamento específico e resistência de 208 Mpa, atribuídos ao fino espaçamento dendrítico (< 18 μm) e mistura do Al3Ni com morfologia de espinha de peixe e placas. Os agrupamentos de fases identificados nas regiões tratadas a laser foram relacionados aos constituintes α-Al, Al+Si e Al+Si+Al3Ni. Em geral, a dureza da região tratada a laser aumentou com o aumento do teor de Ni, devido ao aumento da fração do intermetálico Al3Ni. A liga AlSi10Mg-1Ni apresentou a maior resistência ao desgaste entre todas as amostras DS no teste de desgaste de curto prazo (10 min/0,5 N), enquanto as amostras RSL apresentaram resistências ao desgaste semelhantes, independentemente do teor de Ni.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 141256/2020-6, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 200107/2022-4, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.identifier.citationMOURA, Danusa Araújo de. Estudo da solidificação, refusão a laser, propriedades mecânicas e resistência ao desgaste de ligas AlSi10MgXNi (X=0,1,2,3). 2024. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19907.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/19907
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus 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.subjectSolidificaçãopor
dc.subjectRefusão superficial a laserpor
dc.subjectMicroestruturapor
dc.subjectLiga AlSi10Mgpor
dc.subjectPropriedades de aplicaçãopor
dc.subjectSolidificationeng
dc.subjectLaser surface remeltingeng
dc.subjectMicrostructureeng
dc.subjectAlloys AlSi10Mgeng
dc.subjectApplication propertieseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.titleEstudo da solidificação, refusão a laser, propriedades mecânicas e resistência ao desgaste de ligas AlSi10MgXNi (X=0,1,2,3)por
dc.title.alternativeStudy of solidification, laser remelting, mechanical properties and wear resistance of AlSi10MgXNi alloys (X=0,1,2,3)eng
dc.typeTesepor

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