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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12227| Título: | Caracterização microestrutural de uma liga Al-Zn-Mg-Si-Cu conformada por spray |
| Título(s) alternativo(s): | Microstructural characterization of a spray-formed Al-Zn-Mg-Si-Cu alloy |
| Autor(es): | Bonin, Marcela |
| Orientador(es): | Brondino, Odney Carlos |
| Palavras-chave: | Ligas de alumínio Metais - Conformação Microestrutura Aluminum alloys Metals - Conformation Microstructure |
| Data do documento: | 25-Nov-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | BONIN, Marcela. Caracterização microestrutural de uma liga Al-Zn-Mg-Si-Cu conformada por spray. 2019. 53 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. |
| Resumo: | As ligas de alumínio da série 7XXX são muito usadas pelas indústrias aeronáutica e automobilísticas, devido às suas propriedades de leveza e melhor desempenho mecânico. Ao adicionar elementos de liga, como zinco, magnésio, cobre, silício entre outros, causa uma melhora nas propriedades mecânicas. Devido à presença desses elementos em quantidades significativas, novas técnicas de conformação são necessárias, como a metalurgia do pó e a conformação por spray. Esta última foi utilizada na conformação da liga estudada e consiste na atomização de metal líquido em forma de gotículas através de um gás inerte de alta pressão, este responsável por proporcionar altas taxas de resfriamento, enquanto as gotículas são coletadas pelo substrato. A presente pesquisa tem como objetivo analisar, conforme quadrantes e regiões específicas de uma amostra de uma liga de Al-Zn-Mg-Si-Cu, a microestrutura, através de um microscópio óptico e como essa afeta a resistência mecânica, a partir dos valores obtidos para microdureza Vickers. Um valor médio de microdureza foi encontrado de 144,3 HV0,3, no entanto conforme a região de análise valores maiores podem ser encontrados, como, por exemplo, o valor máximo de 167,1 HV0,3. Grãos equiaxiais com diâmetros médios entre 18,0 até 48,6 μm, fases Mg2Si bem distribuídas na matriz de alumínio, e uma fase presente entre os contornos de grão foram observadas. A porosidade é reportada como sendo a principal desvantagem do processo e, portanto, foi também analisada. Um valor médio de 3,11% foi obtido, no entanto conforme regiões da amostra foram encontrados teor de poros maiores e menores. Na região em contato com o substrato, houve formação de poros intersticiais e resultantes do aprisionamento do gás, atingindo um valor de 12,28%, e conforme a deposição ocorre os poros intersticiais desaparecem, restando em menor quantidade porosidade gasosa em torno de 0,82%. Ao analisar microestruturalmente e mecanicamente uma liga Al-Zn-Mg-Si-Cu, conclui-se que o método de conformação por spray contribuiu efetivamente para aumento de microdureza da liga, pois a presença de grãos equiaxiais menores e fases refinadas devido à alta taxa de resfriamento, proporciona maior área constituída pelos seus limites, sendo responsáveis por impedir mecanismos de deformação plástica. Quanto a porosidade formada, se fazem necessários outros processamentos como laminação, extrusão e prensagem isostática a quente para diminuir ou até eliminá-la. |
| Abstract: | The 7XXX series aluminum alloys are widely used by the aeronautical and automotive industries due to their lower density and better mechanical performance. Adding alloying elements, such as zinc, magnesium, copper, silicon and others, it improves mechanical properties. Due to the presence of these elements in significant quantities, new forming techniques are required, such as powder metallurgy and spray forming. The latter was used in the conformation of the alloy studied and consists of the atomization of liquid metal in the form of droplets through a high-pressure inert gas, which is responsible for providing high cooling rates, while the droplets are collected by the substrate. The present research aims to analyze the microstructure, according to quadrants and specific regions of a sample of an Al-Zn-Mg-Si-Cu alloy, through an optical microscope and how this affects mechanical resistance, from the values obtained for Vickers micro hardness. The mean micro hardness of the alloy was 144.3 HV0.3, however according to the analysis region higher values were found, such as the maximum value of 167.1 HV0.3. Equiaxial grains with medium diameters between 18.0 to 48.6 μm, Mg2Si phases well distributed in the aluminum matrix, and a phase present between grain contours were observed. Porosity is reported as the main disadvantage of the process and, therefore, it was also analyzed. The mean value of porosity was 3.11%, however according to regions of the sample, a larger and lower pore content was found. In the region in contact with the substrate, there were interstitial pores resulting from gas entrapment, reaching a value of 12.28%, and as the deposition occurs the interstitial pores disappear, leaving in a smaller amount of gaseous porosity in 0.82%. It was concluded that the spray conformation method contributed effectively to increased Al-Zn-Mg-Si-Cu alloy micro hardness, because the presence of smaller equiaxial grains and refined phases due to high cooling rate, provides greater area constituted by its limits, being responsible for preventing mechanisms of plastic deformation. As for the porosity formed, other processing such as lamination, extrusion and hot isostatic pressing is needed to decrease or even eliminate it. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12227 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia de Materiais |
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