Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A liga de alumínio AA2024-T3, amplamente utilizada na indústria aeroespacial, apresenta elevada resistência mecânica conferida pela adição de elementos de liga, principalmente o Cu, que formam precipitados finamente distribuídos e coerentes com a matriz, durante o processo de envelhecimento controlado. No entanto, durante este processo, também se formam intermetálicos (IMs) maiores com composição e atividade eletroquímica diferentes da matriz, tornando a liga altamente suscetível a processos de corrosão localizada. A literatura apresenta diversos trabalhos sobre o estudo da corrosão da AA2024-T3 associada à presença dos IMs, porém, o tema ainda é bastante controverso, e muitos aspectos precisam ser estudados com mais detalhes ou mesmo ainda desvendados. Nos últimos anos, técnicas de microscopia de alta resolução, como a microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), associadas à espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDS) e a microscopia de força atômica (AFM) bem como técnicas eletroquímicas convencionais e localizadas têm auxiliado nestas pesquisas. Na presente tese serão apresentados os resultados dos estudos realizados sobre a corrosão da liga AA 2024-T3 em soluções de cloreto de baixa concentração. A investigação foi realizada aliando as técnicas de caracterização anteriormente descritas com técnicas eletroquímicas tradicionais: acompanhamento do potencial de circuito aberto (OCP) com o tempo, curvas de polarização (CP) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e técnicas com elevado poder de resolução espacial: como a técnica do eletrodo vibratório de varredura (SVET). A caracterização microestrutural confirmou a heterogeneidade dos IMs, e como contribuições principais, evidenciou a existência de fases secundárias (cristalinas ou não) no interior dos próprios IMs e que a matriz da liga nas proximidades dos IMs apresenta microestrutura variável, todos estes aspectos podendo contribuir de maneira sinérgica para o complexo comportamento de corrosão exibido pelos IMs. Além do mais, mostrou-se que na corrosão os IMs estão submetidos a ataque eletroquímico e químico, este último ocasionado por aumento local do pH. Os resultados dos testes eletroquímicos convencionais mostraram que nas condições empregadas no presente estudo a corrosão da liga é dominada pelo comportamento de corrosão dos IMs, e que, dentro deste contexto, o transporte de oxigênio até os sítios catódicos formados pelos IMs, ao invés da concentração de cloretos, parece ser a etapa controladora da velocidade de corrosão. Por outro lado o tratamento da região em altas freqüências dos diagramas de EIS se mostrou um importante aliado na compreensão dos processos que ocorrem na interface quando da corrosão da liga. No que se refere às técnicas localizadas, a viabilidade do uso da técnica do eletrodo vibratório de varredura (SVET) para estudo do início da corrosão na AA2024-T3 foi avaliada e um sistema para aquisição de dados experimentais por espectroscopia de impedância localizada (LEIS) foi montado e validado. A SVET confirmou que a atividade eletroquímica da liga AA2024-T3 se inicia desde os primeiros instantes de imersão do material no eletrólito teste. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00039.pdf: 1495599 bytes, checksum: cb922acc85a4300d34af6d23634973a9 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IEA/T / Instituto de Quimica, Universidade de Sao Paulo - IQ/USP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06996.pdf: 5817273 bytes, checksum: 73b8043f7a773e71921d4e8bb089039d (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O resíduo gerado na demolição do revestimento de cubas eletrolíticas de produção de alumínio é classificado, segundo normas internacionais e a ABNT, como resíduo perigoso devido à presença de fluoretos e cianetos. Este trabalho apresenta uma nova alternativa para eliminação desse resíduo, conhecido como spent pot lining ou simplesmente, SPL, segundo a qual os cianetos são destruídos termicamente e parte do flúor fixada em vidros entrando em sua composição. Foi realizado estudo inédito para a aplicação da fração mais carbonosa desse resíduo, que corresponde à metade do todo, como matéria-prima para obtenção de vidros opacos e fritas aplicáveis em vidrados para revestimentos cerâmicos. Para tal, foi estudado o tratamento térmico prévio do o SPL com adição de calcário, para eliminação de carbono e cianetos e minimização da volatilização dos fluoretos durante o aquecimento, tendo sido determinados os parâmetros ideais para esse tratamento. Após tratamento, o resíduo foi utilizado como parte da composição de vidros opacos tendo uma das formulações sido analisada quanto a sua composição química, resistência química e análise microestrutural. O resíduo tratado também foi utilizado na formulação de fritas usadas nos vidrados de revestimentos cerâmicos e em algumas composições obteve-se fritas similares às comerciais. Estas foram comparadas às comerciais segundo critérios específicos, com resultados bastante promissores. Os teores de fluoretos e cianetos foram analisados nas várias fases do processo de obtenção dos vidros opacos e das fritas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11861.pdf: 7331738 bytes, checksum: f3b639a612f5befb01143a77fd90cce7 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Institut fur Metallkunde der Universitat Stuttgart, Alemanha

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12433.pdf: 20959730 bytes, checksum: a98e9829a642f5e597da179c95c176ef (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Quimica, Universidade de Sao Paulo - IQ/USP

O objetivo deste trabalho foi determinar a influência do ferro e do manganês em uma liga de alumínio com 9% de silício (% em peso). Para isto, foram elaboradas duas famílias de liga Al-9%Si: uma com os teores de 0,1%, 0,4%, 0,8% e 1,2% de Fe e uma segunda liga de Al-9%Si-0,8%Fe com teores de 0,1%, 0,4% e 0,7% de Mn. Para a realização deste estudo, foram produzidos corpos de prova de tração fundidos em coquilha, segundo a norma ASTM B108. Os corpos de prova obtidos foram tracionados para avaliação das propriedades mecânicas, em seguida, foram submetidos a uma análise microestrutural por microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). As superfícies de fratura dos corpos de prova tracionados foram também observadas por MEV com a finalidade de comparar o efeito das adições de Fe e Mn. O efeito da adição crescente de Fe na liga Al-9%Si foi observado no ensaio de tração que mostrou queda tanto nos limites de resistência e de escoamento como no alongamento, decorrentes da formação da fase β-Al5FeSi que apresentou morfologia em plaquetas, interrompendo a continuidade da matriz de alumínio. Para teores abaixo de 0,4% de Fe, ocorreu um ligeiro aumento da resistência mecânica que pode ser atribuído à formação da fase α-Al8Fe2Si, que apresentou morfologia tipo escrita chinesa, que não interrompe a continuidade da matriz. Com adição de teores crescentes de Mn na liga Al-9%Si-0,8%Fe ocorreu uma elevação do limite de resistência e do alongamento, mas uma queda do limite de escoamento, quando comparados com a mesma liga sem adição de Mn. Conclui-se que esse comportamento pode ser atribuído a mudança de morfologia do intermetálico de plaquetas para escrita chinesa que intercala a matriz dúctil com a fase frágil, devido a adição do Mn. / This study aims to determine the influence of iron and manganese in an aluminum alloy with 9% silicon (% by weight). Were prepared two families of alloy Al-9%Si: one with the content of 0.1%, 0.4%, 0.8% and 1.2% Fe and a second alloy of Al-9% Si-0,8%Fe content of 0.1%, 0.4% and 0.7% Mn. For this study, tensile specimens were produced in permanent mold casting according to ASTM B108. The specimens obtained were pulled for quantitative evaluation of the mechanical properties and were subjected to a qualitative metallographic evaluation. Qualitative analysis of the bodies of tensile fracture test was conducted in order to compare the effect of additions of Fe and Mn. The effect of incremental addition of Fe in the alloy Al-9% Si was observed in the tensile test that showed a decrease in both the tensile and elongation flow as resulting from the formation of β-Al5FeSi phase platelet morphology showed that interrupting the continuity of aluminum matrix. To levels below 0.4% Fe, there was a slight increase in strength can be attributed to the formation of α-Al8Fe2Si phase morphology presented in chinese script that does not interrupt the continuity of the matrix. With addition of increasing concentrations of Mn in the alloy Al-9% Si-0, 8% Fe was an increase in the tensile strength and elongation but fall of yield stress when compared to the same alloy without Mn addition. We conclude that this behavior can be attributed to a change in morphology of the intermetallic platelets to chinese writing interspersing the ductile matrix with brittle phase due to the addition of Mn.

Através de microscopia ótica utilizando luz polarizada e de metalografia quantitativa, determinou-se a cinética de recristalização a 400 ºC de uma liga de alumínio da série 3000 contendo dispersão de precipitados, para diferentes graus de deformação produzidos por laminação. Mediram-se parâmetros, para vários tempos de recozimento, que permitiram determinar: fração volumétrica recristalizada, quantidade de interfaces por unidade de volume entre regiões recristalizadas e não recristalizadas e, entre regiões recristalizadas, assim como velocidade média de migração de interfaces. Fizeram-se também medidas de microdureza em todas as amostras. Os resultados experimentais mostraram que à medida que se diminui o grau de deformação, a quantidade de interfaces por unidade de volume responsáveis pela recristalização diminui exigindo portanto um crescimento através de distâncias maiores para a recristalização se completar, tornando a cinética de recristalização mais dependente do crescimento. Constatou-se a ocorrência de recuperação, durante a recristalização, das regiões não recristalizadas e consequente diminuição da velocidade média de migração de interfaces com o tempo de recozimento. Com a diminuição da deformação, ocorreram frações não recristalizadas residuais, as quais eram maiores para graus de deformação menores, chegando a atingir mais de 80% para 34,4% de redução em espessura. Os resultados sugerem que, para baixas deformações, a velocidade de crescimento tem um papel importante na cinética de recristalização de ligas com dispersão de precipitados. A comparação entre os resultados de metalografia quantitativa e medidas de microdureza evidenciou algumas limitações desta última técnica para estudo de recristalização. / Using polarized light optical micrsocopy and quantitative metalography, kinetics of recrystallization at 400 ºC of an aluminum alloy of 300 series were determined, for different rolling deformation. Recrystallized volume fraction, amount of interfaces per unit volume, between recrystrallized and unrecrystallized regions and between recrystallized grains, and also mean velocity of interface migration were determined. Microhardness measurements were made in all specimens. The results have shown that with decreading deformation, the amount of interfaces responsible for recrystallization, per unit volume, decreases and so the interfaces must sweep larger distances for complete recrystallization, making kinetics more dependent on growth. Recovery of the unrecrystallized regions was observed, during recrystallization, causing decrease in the average velocity of interface migration with annealing time. With decreasing deformation residual unrecrystallized volumes have been observed, after long time anneals. The fraction of residual unrecrystallized region were large than 80-% for 34,4% thickness reduction. The results suggest that, in alloys with precipitates, the growth velocity has an important role in recrystallization kinetics. Some shortcomings of hardness measurements, as a tool to study recrystallization, were shown by comparison between the quantitative metallography and hardness measurements.

A cinética da transformação de fase UAl3 + Al → UAl4 foi estudada em duas ligas Al-U, com 31,4 % e 33,4 % U em peso respectivamente, através de metalografia quantitativa. Os resultados mostraram que esta transformação é um processo de nucleação e crescimento termicamente ativado, com a nucleação ocorrendo heterogeneamente nas interfaces UAl3/AI(∞) e o crescimento sendo controlado por difusão em volume. A energia de ativação empírica do processo foi determinada, cujo valor médio é da ordem de 54,8 kcal/mol. Foi verificado que a cinética de crescimento da fase UAl4 obedece uma lei parabólica. As interfaces UAl4/ UAl3 e UAl4/Al(∞) migram em direções opostas, sendo que a velocidade da interface UAl4/ UAl3 é aproximadamente cinco vezes maior que aquela da interface UAl4/Al(∞). O coeficiente de difusão química do Al e do U na fase UAl4 foi avaliado ser da ordem de 10-9 cm 2/s a 600°C. / The kinetics of phase transformation UAl3 + Al → UAl4 of two Al-U alloys, with 31.4 and 33.4 wt % U respectively, was studied by quantitative microscopy. The results have shown that this transformation is a nucleation and thermally activated growth process. The nucleation occurs heterogeneously at the UAl3/AI(∞) interfaces and growth is controlled by volume diffusion. The empirical activation energy of the process was determined, whose mean value is of about 54.8 kcal/mol. It was verified that a parabolic growth law is obeyed. The UAl4/ UAl3 and UAl4/Al(∞) interfaces migrates in opposite directions, with the UAl4/ UAl3 interface velocity was approximately 5 times greater than that of UAl4/Al(∞) interface. The chemical diffusion coefficient of Al and U in the UAl4 phase were evaluated to be of the order of 10-9 cm 2/s at 600°C.

Orientadores: Amauri Garcia, Ivaldo Leão Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_LaercioGouvea_D.pdf: 17047245 bytes, checksum: 5fae42e8e6af30ec0ed1e1c1ea889af5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As ligas de alumínio para fundição possuem propriedades de grande interesse industrial, como: baixa massa especifica, boa resistência a corrosão, elevadas condutibilidade térmica e elétrica, boas combinações de propriedades mecânicas, boa trabalhabilidade em processos de usinagem e conformação mecânica. Atualmente, essas ligas são produzidas em vários sistemas e dezenas de composições. A literatura apresenta vários estudos tanto teóricos quanto experimentais focando na evolução microestrutural de ligas binárias a base de alumínio. Leis de crescimento celular e dendritico experimentais e teóricas foram propostas e devidamente validadas. As analises de macrossegregação e formação de poros de ligas binárias de alumínio também foram contempladas em vários estudos recentes. Entretanto, são escassos os estudos abordando importantes famílias de ligas multicomponentes a base de alumínio. Nesse sentido, o presente trabalho se propôs a analisar ligas da família Alumínio-Silício-Cobre (A319.1 e A333.1) [Al-5,5%Si-3,0%Cu e Al-9,0%Si-3,0%Cu] no que diz respeito a evolução da microestrutura dendrítica, macrossegregação e formação de porosidade na solidificação. Para a produção das ligas ternárias foram utilizados Alumínio e Silício comercialmente puros e Cobre eletrolítico. A macrossegregação de soluto e a formação de microporosidade são investigadas tanto experimentalmente quanto por meio de simulações numéricas. A microestrutura dendrítica e quantificada através de seus espaçamentos primários, secundários e terciários, que são devidamente correlacionados com os parâmetros térmicos da solidificação. Os perfis de macrossegregação de soluto, densidade teórica e densidade aparente são apresentados ao longo dos comprimentos dos lingotes. Os perfis de segregação de soluto experimentais foram obtidos através da técnica de espectrometria de fluorescência de raios-X e para a simulação foram calculados levando-se em conta transformações de fase secundarias que ocorrem ao longo da solidificação. As medições de microporosidade foram realizadas utilizando-se a técnica de picnometria...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Aluminum casting alloys have properties which are of great industrial interest, such as low density, good corrosion resistance, high thermal and electrical conductivities, good combination of mechanical properties, good workability in machining processes and mechanical forming. Currently, these alloys are produced in various systems and dozens of compositions. The literature presents several studies, both theoretical and experimental, focusing on the microstructural evolution of binary aluminum base alloys. Theoretical and experimental cellular and dendritic growth laws have been proposed and validated. Macrosegregation and pore formation during solidification of binary alloys of aluminum have been the focus of several recent studies. However, there are few studies in the literature addressing important families of multicomponent aluminum base alloys. Accordingly, this study aims to analyze Aluminum- Silicon-Copper alloys (series: A319.1 and A333.1) [Al-5.5wt%Si-3.0wt%Cu and Al-9.0wt%Si- 3.0wt%Cu] with respect to the evolution of the dendritic microstructure, porosity formation and macrosegregation during solidification. For the production of the ternary alloys commercially pure aluminum and silicon and electrolytic copper have been used. Solute macrosegregation and microporosity formation are investigated both experimentally and through numerical simulations. The dendritic microstructure is quantified by their primary, secondary and tertiary arm spacings, which are correlated with solidification thermal parameters. The solute macrosegregation profiles, theoretical and apparent densities have been determined along the castings lengths. The solute segregation profiles were obtained by X-ray fluorescence spectrometry and the simulations were performed taking into account secondary phase transformations that occur during solidification. Microporosity measurements were carried out by the picnometry technique...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica