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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/37298
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Title: Caracterização microestrutural e mecânica de ligas Al-Zn-Cu solidificadas unidirecionalmente
Authors: Victor, Rayssa de Sousa
Orientador(es):: Ferreira, Jorge Luiz de Almeida
Coorientador(es):: Rosa, Daniel Monteiro
Assunto:: Solidificação
Ligas de alumínio
Microestrutura
Espaçamento dendrítico
Issue Date: 2-Apr-2020
Citation: VICTOR, Rayssa de Sousa . Caracterização microestrutural e mecânica de ligas Al-Zn-Cu solidificadas unidirecionalmente. 2019. 135 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: As ligas de alumínio são muito utilizadas em componentes estruturais e a adição de elementos de liga contribui para a melhoria de suas propriedades. O zinco é utilizado para aumentar a resistência mecânica dessas ligas, sendo o sistema Al-Zn empregado quando o fator resistência/peso for bastante importante, como na aviação. Os poucos estudos encontrados na literatura realizados com ligas ternárias à base de Al contendo Zn e adições de Cu indicaram que a incorporação de Cu a esse sistema promove um aumento na dureza, módulo de elasticidade e resistência à corrosão sob condições de estresse e temperatura. De acordo com o resultado dessas investigações, as melhores propriedades mecânicas foram obtidas para as ligas Al-40%Zn-1~5%Cu (denominadas monotetóides), o que indica que o sistema Al–40%Zn pode ser tomado como base para preparar e investigar essas ligas ternárias, fazendo-se, portanto, necessário, o estudo da influência das condições de solidificação e o conhecimento do efeito da adição de diferentes teores de Cu nas propriedades apresentadas pelo material. Dessa forma, o objetivo deste trabalho consiste no estudo da solidificação unidirecional vertical ascendente da liga Al-Zn-Cu com composição nominal Al-40%Zn-2,0%Cu e Al-40%Zn-3,0%Cu (% em peso) correlacionando as variáveis térmicas com os parâmetros macro e microestruturais e propriedades mecânicas. As ligas foram solidificadas unidirecionalmente em regime transiente de transferência de calor e a macroestrutura obtida é caracterizada por grãos equiaxiais. A microestrutura é caracterizada como dendrítica ao longo de todas as alturas analisadas, e, conforme o esperado, observa-se uma diminuição dos valores obtidos experimentalmente para VL, Ṫ e GL com o avanço da isoterma liquidus. Verificou-se ainda, sob as condições de solidificação transitória examinadas neste trabalho, que os espaçamentos dendríticos (λ1 e λ3) diminuem com o aumento da velocidade de deslocamento da isoterma liquidus e da taxa de resfriamento. Além disso, o ensaio de DRX corroborou com os resultados apresentados pelo MEV, mostrando uma maior quantidade de fases associadas ao Cu para a liga Al-40%Zn-3%Cu atuando como reforço a matriz, o que, associado as maiores taxas de resfriamento e velocidade liquidus observadas para essa liga, pode justificar os maiores valores de módulo de elasticidade e microdureza encontrados para a mesma.
Abstract: Aluminum alloys are very used in structural components and the addition of alloying elements contributes to the improvement of their properties. Zinc is used to increase the mechanical strength of these alloys, and the Al-Zn system is used when the strength weight factor is quite important, as in aviation. The few studies found in the literature with Al based ternary alloys containing Zn and Cu additions indicated that the addition of copper to this system promotes an increase in hardness, young’s modulus and corrosion resistance under stress and temperature conditions. According to the results of these investigations, the best mechanical properties were obtained for Al-40%Zn-1~5%Cu alloys (monotetoid alloys), indicating that the Al-40% Zn system can be taken as the basis for preparing and to investigate these ternary alloys, making it necessary to know the effect of Cu addition and the study of the influence of the solidification conditions on the properties presented by the material.. Thus, the aim of this work is to study the ascending vertical solidification of Al-Zn-Cu alloy with nominal composition of Al-40% Zn-2.0% Cu and Al-40% Zn-3.0% Cu (% by weight), correlating the thermal variables with the macro and microstructural parameters, and verifying the influence of the copper content on the properties of the alloys. The alloys were unidirectionally solidified in a transient heat transfer regime and the macrostructure obtained is characterized by equiaxial grains. The microstructure is characterized as dendritic throughout all the analyzed heights, and, as expected, it’s observed a decrease of the values obtained experimentally for VL, Ṫ and GL with the liquidus isotherm advance. It was also verified, under the conditions of transient solidification examined in this work, that the dendritic spacings (λ1 and λ3) decrease with the increase of the displacement velocity of the liquidus isotherm and the cooling rate. In addition, the XRD assay corroborated the results presented by the SEM, showing a higher amount of phases associated with Cu for the Al40%Zn-3%Cu alloy acting as matrix reinforcement, which, associated with the higher cooling and liquid velocity observed for this alloy, may justify the highest values of young’s modulus and microhardness found for this alloy.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Appears in Collections:ENM - Mestrado em Ciências Mecânicas (Dissertações)

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