Influência da variação de parâmetros da técnica de fusão seletiva a laser na microestrutura e dureza da liga reciclada Al-Fe-Cr-Ti formadora de fase quasicristalina
| dc.contributor.advisor-co1 | de Araújo , Aylanna Priscila Marques | |
| dc.contributor.advisor1 | Gargarella, Piter | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4641435644243916 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-4445-5819 | |
| dc.contributor.author | Micheloti , Leandro César | |
| dc.date.accessioned | 2026-01-27T13:27:48Z | |
| dc.date.issued | 2020-06-22 | |
| dc.description.abstract | Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing technique that has attracted increasing interest due to the possibility of creating products with complex geometries and customizable density, which could not be produced by traditional processes, such as machining and casting. This technique also allows the achievement of high cooling rates during processing (~105 K/s), which favors the formation of metastable phases. Numerous parameters influence the parts produced by SLM, including power, speed, and the type of material being processed. Quasicrystalline alloys have the ability to precipitate the quasicrystalline (QC) phase under certain processing conditions. The QC phase is a metastable phase characterized mainly by presenting high hardness and brittleness, which requires high cooling rates to precipitate and is usually only obtained in powders and ribbons. SLM is a promising technique for quasicrystalline alloys due to the high cooling rates that are achieved, allowing the formation of the QC phase in bulk products. When the QC phase precipitates in aluminum alloys, it acts as a reinforcement phase of the ductile matrix α-Al, increasing the mechanical strength at high temperatures and the wear resistance of the alloys. Applications in molds and parts for automotive and aeronautical engines are some examples of where these alloys can be applied. The production of quasicrystalline alloys has been carried out using pure elements, however, it is well known the importance of using recycled materials. Taking these considerations, the aim of this work was to investigate the influence of some SLM parameters on the microstructural, thermal, and mechanical characteristics of the recycled quasicrystalline phase-former Al95Fe2Cr2Ti1 alloy. The effects of scanning speed, hatching, sample size, and heating substrate were evaluated regarding to finishing surface, the morphology of the melting pools, content and morphology of the quasicrystalline phase formed and also in the microhardness of the samples. The parts produced were characterized by X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, optical microscopy, scanning electron microscopy, density, and microhardness. The results indicated the presence of the quasicrystalline phase in all samples produced by SLM. The density of the samples was not significantly changed with the tested parameters. Higher content of QC phase was obtained for samples produced with higher scanning speed. The morphology of the melt pools was influenced by both scanning speed and hatching. The surface cracks were more evident in the samples constructed with a larger size, however, the increase in the substrate temperature indicated an alternative to reduce this type of defect. | eng |
| dc.description.resumo | A Fusão Seletiva a Laser (FSL) é uma técnica de manufatura aditiva que tem atraído cada vez mais interesse devido a possibilidade de criar peças com geometrias complexas e densidade customizáveis, que não poderiam ser produzidas por processos tradicionais, como usinagem e fundição. Esta técnica também permite o alcance de altas taxas de resfriamento durante o processamento (~105 K/s), o que favorece a formação de fases metaestáveis. Inúmeros parâmetros causam influência nas peças produzidas por FSL, entre eles potência, velocidade e o tipo de material que está sendo processado. Ligas metálicas quasicristalinas são ligas que possuem a capacidade de, sob determinadas condições de processamento, precipitarem a fase quasicristalina (QC). A fase QC é uma fase metaestável caracterizada principalmente por apresentar elevada dureza e fragilidade, a qual requer altas taxas de resfriamento para se formar, sendo por isso comumente obtidas na forma de pó ou fita. A FSL é uma técnica promissora às ligas quasicristalinas devido as altas taxas de resfriamento que são atingidas, possibilitando a formação da fase QC em peças volumosas. Quando a fase QC precipita em ligas de alumínio, esta funciona como fase reforço da matriz dúctil α-Al, aumentando a resistência mecânica em altas temperaturas e a resistência ao desgaste das ligas. Aplicações em moldes e peças de motores automotivos e aeronáuticos são alguns exemplos de onde estas ligas podem ser empregadas. As pesquisas com ligas quasicristalinas tem se dado através do uso de elementos puros para sua produção, no entanto, sabe-se da importância de utilizar materiais de origem reciclada. Frente ao que foi dito, o objetivo deste trabalho foi investigar a influência de alguns parâmetros da FSL nas características microestruturais, térmicas e mecânicas da liga quasicristalina reciclada Al95Fe2Cr2Ti1. Foram avaliados os efeitos da velocidade de varredura, hatching, tamanho da amostra e temperatura do substrato no aspecto visual das peças, na morfologia das poças de fusão, no teor e morfologia da fase quasicristalina formada, bem como na dureza das peças obtidas. As peças produzidas foram caracterizadas por difratômetria de raios X, calorimetria diferencial de varredura, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, densidade e microdureza. Os resultados indicaram a presença da fase quasicristalina em todas amostras produzidas por FSL. A densidade das peças não foi significativamente alterada com os parâmetros testados. O maior teor de fase QC foi obtido para as amostras produzidas com maior velocidade de varredura. A morfologia das poças de fusão foi influenciada tanto pela velocidade quanto pelo hatching. As trincas superficiais foram mais evidentes nas amostras construídas em tamanho maior, no entanto o aumento da temperatura do substrato indicou uma alternativa para redução destes defeitos. | por |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | |
| dc.identifier.citation | MICHELOTI , Leandro César. Influência da variação de parâmetros da técnica de fusão seletiva a laser na microestrutura e dureza da liga reciclada Al-Fe-Cr-Ti formadora de fase quasicristalina. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23477. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/23477 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Engenharia de Materiais - EMa | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Fusão seletiva por laser | por |
| dc.subject | Manufatura aditiva | por |
| dc.subject | Ligas de alumínio | por |
| dc.subject | Quasicristais | por |
| dc.subject | Reciclagem | por |
| dc.subject | Laser powder bed fusion | eng |
| dc.subject | Additive manufacturing | eng |
| dc.subject | Aluminum alloys | eng |
| dc.subject | Quasicrystals | eng |
| dc.subject | Recycling | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Influência da variação de parâmetros da técnica de fusão seletiva a laser na microestrutura e dureza da liga reciclada Al-Fe-Cr-Ti formadora de fase quasicristalina | por |
| dc.title.alternative | Influence of selective laser melting parameter variations on the microstructure and hardness of a recycled Al–Fe–Cr–Ti quasicrystal-forming alloy | eng |
| dc.type | TCC |
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