Análise da microestrutura, formação de fases e variação de dureza de ligas al-cu-li nas condições consolidada por fricção e tratada termicamente por envelhecimento

dc.contributor.advisor-co1Gargarella, Piter
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4641435644243916por
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4445-5819por
dc.contributor.advisor1Spinelli, José Eduardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0611-1038por
dc.contributor.authorMartinez, Fellipe
dc.date.accessioned2024-07-18T13:27:20Z
dc.date.available2024-07-18T13:27:20Z
dc.date.issued2024-02-01
dc.description.abstractSolid state materials processing is a technique that combines severe plastic deformation with heat generation in order to produce a material with advanced mechanical properties, such as Al-Cu-Li alloys for aeronautical applications, at a low energy cost. One of these processes is friction consolidation, which consists of producing consolidated disks of metal powder or chips, which serve as raw material for other techniques, such as friction extrusion or friction surfacing. In the process, a die is pressed against a rotating container containing metal powder, generating heat due to friction, and severe plastic deformation occurs due to the rotation. In this regard, this work aimed to study Al6CuXLi alloy disks, with X = 2, 4 and 6 wt% of lithium, consolidated via friction consolidation with different process times: 20 s, 40 s and 60 s. First, a microstructural analysis was carried out via optical microscopy of three samples of an Al6Cu2Li alloy, varying the process time between 20 s, 40 s and 60 s. Subsequently, the process time was fixed at 60 s, but the lithium content of the alloys was varied by three levels: 2%, 4% and 6%, and the microstructures of the resulting samples were analyzed, also via optical microscopy. It was observed that the six samples produced had a heterogeneous microstructure, showing a consolidated part, a partially consolidated part and a part that was only compacted, indicating variations in the temperature gradient and plastic deformation with the height of the sample. All samples were then subjected to Vickers microhardness tests, resulting in six different maps, which showed that the hardness followed the same trend as the microstructure, where the fully consolidated parts of the disk had higher hardness values, showing heterogeneity in the mechanical properties. This was due to the greater influence of precipitation hardening and grain refining mechanisms in the regions with greater consolidation. Subsequently, a heat treatment was carried out on one of the samples, in order to study the aging profile and determine the approximate aging time corresponding to the microhardness peak. Finally, an X-ray diffraction analysis was carried out to verify the presence of hardening precipitates in the three alloys, indicating the formation of δ' and T1 precipitates in all three.eng
dc.description.resumoO processamento de materiais no estado sólido é uma técnica que une a deformação plástica severa com a geração de calor, de forma a produzir um material com propriedades mecânicas avançadas, como é o caso de ligas de Al-Cu-Li para aplicações aeronáuticas, a um custo energético baixo. Um desses processos é a consolidação por fricção, que consiste na produção de discos consolidados de pó ou cavaco metálico, os quais servem de matéria-prima para outras técnicas, como a extrusão por fricção ou a superfície por fricção. No processo, uma matriz é pressionada contra um container giratório contendo pó metálico, gerando calor decorrente do atrito, ocorrendo deformação plástica severa em decorrência da rotação. Neste contexto, o presente trabalho visou estudar discos de uma liga Al6CuXLi, com X = 2, 4 e 6% em peso de lítio, consolidados via consolidação por fricção com diferentes tempos de processo: 20 s, 40 s e 60 s. Primeiro, realizou-se uma análise microestrutural via microscopia óptica de três amostras de uma liga Al6Cu2Li variando o tempo de processo entre 20 s, 40 s e 60 s. Posteriormente, fixouse o tempo de processo em 60 s, porém variando o teor de lítio das ligas em 3 teores 2%, 4% e 6%, e foram analisadas as microestruturas das amostras resultantes, também via microscopia óptica. Foi observado que as seis amostras produzidas possuíam microestrutura heterogênea, mostrando uma parte consolidada, uma parte parcialmente consolidada e uma parte somente compactada, indicando variações de gradiente de temperatura e de deformação plástica com a altura da amostra. Então, as 6 amostras foram submetidas a ensaios de microdureza Vickers, resultando em 6 mapas diferentes que mostraram que a dureza seguia a mesma tendência da microestrutura, onde as partes totalmente consolidadas do disco apresentavam maiores valores de dureza, mostrando heterogeneidade nas propriedades mecânicas. Isso ocorreu devido à maior influência de mecanismos de endurecimento de precipitação e de refino de grão nas regiões com maior consolidação. Posteriormente, foi realizado um tratamento térmico em uma das amostras para se estudar o perfil de envelhecimento e determinar o tempo de envelhecimento aproximado correspondente ao pico da microdureza. Por fim, foi realizada uma análise por difração de raios-x para verificar a presença dos precipitados endurecedores nas três ligas, indicando a formação dos precipitados δ’ e T1 nas três.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationMARTINEZ, Fellipe. Análise da microestrutura, formação de fases e variação de dureza de ligas al-cu-li nas condições consolidada por fricção e tratada termicamente por envelhecimento. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20103.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20103
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMapor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectProcessamento em estado sólidopor
dc.subjectConsolidação por fricçãopor
dc.subjectLigas Al-Cu-Lipor
dc.subjectMicroestruturapor
dc.subjectPropriedades mecânicaspor
dc.subjectTratamento térmicopor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.titleAnálise da microestrutura, formação de fases e variação de dureza de ligas al-cu-li nas condições consolidada por fricção e tratada termicamente por envelhecimentopor
dc.title.alternativeMicrostructure, phase formation and hardness in as-consolidated and heat treated al-cu-li alloys subjected to friction processeng
dc.typeTCCpor

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