Thesis (Ph. D)--University of Alabama at Birmingham, 2009. / Title from PDF t.p. (viewed June 30, 2010). Additional advisors: Viola L. Acoff, Krishan K. Chawla, Raymond J. Donahue, Gregg M. Janowski, Harry E. Littleton (ad hoc). Includes bibliographical references (p. 143-138).

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2006. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 144-155).

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2006. / Available online via OhioLINK's ETD Center; full text release delayed at author's request until 2007 Jan 27

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-28Bitstream added on 2014-06-13T20:30:13Z : No. of bitstreams: 1 antonio_ca_me_bauru.pdf: 1720399 bytes, checksum: 396bef6efc3f71eb7d1f9f3cad7c2279 (MD5) / Apesar da excelente relação resitência/peso das ligas de alumínio, a aplicação tecnológica destas ligas é limitada pela baixa resistência ao desgaste. Neste trabalho, amostras de uma liga de alumínio (AA 5052) foram tratadas pelo processo de oxidação por plasma eletrolítico, com tempo de exposição variando de 150 a 900 s. A composição e a estrutura química dos revestimentos assim produzidos foram analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho. Um método baseado na medida de correntes parasitas e a perfilometria foram usados, respectivamente, na determinação da espessura e da rugosidade das camadas depositadas. O revestimento formado porssui espessura de até 9,2um. Análises da morfologia dos revestimentos foram feitas com microscopia eletrônica de varredura enquanto a resistência a desgastte das superfícies foi avaliada com um sistema pino-sobre-disco. Os resultados revelaram a deposição de um revestimento cerâmico, que conferiu expressivo aumento à resistência a desgaste da liga, o qual mostrou que as amostras tratadas suportaram uma carga aplicada de 13,44 vezes em comparação com amostras sem tratamento / Despiste the excellent strengh/weight ratio, technological applications of aluminum aloys are limited by their low wear resistance. In this work, samples of AA 5052 aluminum alloy have been modified by plasma electrolytic oxidation, with exposure time ranging from 150 s to 900 soconds. Compositional characterization has been performed by fourier transform infrared spectroscopy. Eddy current and profilometry have been used, respectively, to evaluate thickness and roughness of the deposited layers. The coating formed has a thickness of up to 9,2 micrometers. Morphological investigations have been performed with scanning electron microscopy while wear resitance has been assessed using a pin-on-disk devide. The results have revealed the deposition of ceramic layers with significant enhancement of wear resistance, which showed that the treated samples resistance, which showed that the treated samples resist an applied load 13.44 times more compared with untreated samples

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-20Bitstream added on 2015-05-14T16:59:18Z : No. of bitstreams: 1 000824425.pdf: 5119036 bytes, checksum: d2208b40c21a089b314a4455cfc48518 (MD5) / Este trabalho tem por finalidade avaliar o efeito do processo de shot peening na taxa de propagação de uma trinca por fadiga já existente. O shot peening é um processo de trabalho a frio, que consiste no jateamento repetitivo com microesferas de aço, cerâmica ou vidro, na superfície de uma peça, produzindo encruamento e induzindo tensões residuais compressivas nas superfícies tratadas. Devido a isso, o shot peening tem-se mostrado um método bastante eficiente para dificultar o início e a propagação de uma trinca por fadiga a partir da superfície do material, melhorando a sua resistência à fadiga. Contudo, estudos de seu efeito sobre uma trinca já existente são pouco conhecidos. Corpos de prova do tipo CT, para a liga aeronáutica de alumínio 2024 - T3, foram inicialmente trincados por fadiga e, em seguida, submetidos ao processo de shot peening em ambos os lados. Após o tratamento, os ensaios foram reiniciados nas mesmas condições. Os ensaios foram realizados com amplitude constante em duas espessuras de corpos de prova e duas razões de carga, R, para analisar possíveis efeitos do estado de tensão na ponta da trinca nos resultados. Duas intensidades de shot peening foram utilizadas para cada valor de R ou espessura analisada. Também foram estudadas duas regiões de aplicação do processo de shot peening (atrás e em volta da ponta da trinca) em dois tamanhos de trincas. Curvas comparativas do comportamento da taxa de propagação de trincas por fadiga, mostrando a influência de cada um dos parâmetros descritos, são apresentadas, e suas diferenças, discutidas. Os resultados encontrados mostram que o processo de shot peening, quando realizado em um tamanho de trinca em pleno estágio II de propagação, apresenta maior influência quando aplicado atrás da ponta da trinca, com menor intensidade, em corpos de prova em estado ... (Resumo Completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / This work focuses to evaluate the effect of the shot peening process in the propagation rate of a fatigue crack already existing. The shot peening is a cold working process, which consists of repetitive blasting with steel shot, ceramic or glass, the surface of a workpiece, producing hardening and inducing compressive residual stresses on the treated surfaces. Because of this, shot peening has proved a very efficient method for hindering the initiation and propagation of a fatigue crack from the surface of the material, improving its fatigue strength. However, studies of its effect on an already existing crack are little known. Specimens of type CT to the aeronautics aluminum alloy 2024 - T3, were initially cracked by fatigue and then subjected to shot peening process on both sides. After treatment, the tests were resumed under the same conditions. Tests were carried out with constant amplitude in two thicknesses of specimens and two load ratios, R, to analyze possible effects of stress state on the crack tip results. Two shot peening intensities were used for each R value or thicknesses analyzed, and were also studied two application regions of shot peening process (behind and around the crack tip) in two sizes of cracks. Comparative curves of the fatigue crack propagation rate, showing the influence of each of the parameters described are shown, and their differences discussed. The results show that the shot peening process, when performed in a crack size in full stage II propagation, has greater influence when applied behind the crack tip, with lower intensity, in the specimens in plane stress state and lower load ratio. For crack lower (close to the stage I of propagation), the shot peening process applied behind the crack tip induced delay in their propagation rate in all conditions studied. The delay effect on fatigue crack propagation rate ... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00478.pdf: 1752627 bytes, checksum: 6e30457e1cab12595eccba4eeb830741 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Instituto de Energia Atomica - IEA

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Angelo Caporalli Filho / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Resumo: Há uma crescente demanda pelo uso de materiais na indústria em geral, que consigam aliar sustentabilidade e performance, onde o alumínio enquadra-se nestes dois requisitos. A liga AA5182 apresenta propriedades importantes, tais como: baixa densidade, alta resistência mecânica e à corrosão, bem como boa conformabilidade. Neste estudo, foi realizada a definição de uma região crítica na qual foram realizados três testes, simulando diferentes ciclos de homogeneização desta liga, através da realização do ciclo de homogeneização em menores tempos que o ciclo original, antes do envio para a laminação a quente e avaliando características superficiais e microscópicas, para que não exista impacto negativo nos processos subsequentes. Após as análises comparativas realizadas, percebeu-se que o teste onde o patamar de aquecimento foi abaixo da temperatura de liquação de precipitados de magnésio apresentou melhor resultado, proporcionando a redução do tempo de ciclo sem o aparecimento de linhas pretas, oriundas da oxidação do magnésio, permitindo assim, a redução do tempo de ciclo de homogeneização / Abstract: There is a growing demand for the use of materials in the industry in general, they can combine sustainability and performance, where aluminum fits these two requirements. The alloy AA5182 has important properties such as: low density, high mechanical resistance and corrosion resistance as well as good formability. First of all, this study was conducted to define a critical region in which there were three tests, simulating different homogenization cycles of this alloy, by conducting the homogenization cycle times smaller than the original cycle, prior to shipment to the hot rolling and evaluating superficial and microscopic characteristics, so that there is no negative impact on subsequent processes. After that, comparative analyzes it was observed that the test where the heating level was below the magnesium precipitates liquation temperature showed better results, providing a reduction in the cycle time without the appearance of black streaks, derived from the magnesium oxidation, thus, reducing the homogenization cycle time / Mestre

Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientadora: Midori Yoshikawa Pitanga / Banca: Verônica Mara de Oliveira Velloso / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Luiz Fábio dos Santos Vieira / Banca: Miguel Justino Ribeiro Barboza / Resumo: O estudo do comportamento em fadiga e corrosão dos materiais é de extrema importância para a indústria aeronáutica, considerando componentes estruturais que estão submetidos a carregamentos cíclicos constantemente. As ligas de alumínio desempenham papel fundamental nesse ramo, principalmente as ligas da série 7xxx de alta resistência. Como esses componentes também operam em ambientes marítimos, os revestimentos anticorrosivos são utilizados como proteção. Dos processos de revestimentos disponíveis atualmente, a substituição dos processos de anodização é considerado como urgente no meio acadêmico e nos setores industriais, devido à liberação de resíduos prejudiciais à saúde e ao meio ambiente gerados na aplicação dos revestimentos. O objetivo deste trabalho é estudar a influência do tratamento de implantação iônica por imersão a plasma (3IP) na vida em fadiga e corrosão da liga AA7050-T7451. Os ensaios de fadiga e corrosão com diferentes condições de tratamento 3IP permitiram uma análise comparativa, estabelecendo uma relação entre os parâmetros de tratamento como: voltagem x frequência x tempo. Observou-se uma grande interferência nas taxas de aquecimento, temperatura máxima, microdurezas e nanodureza superficiais, rugosidade, potenciais de corrosão, análises de EDS, DRX e fadiga principalmente quando há uma variação da frequência do processo 3IP. Os melhores resultados obtidos de resistência à fadiga e à corrosão dentre todas as combinações voltagem x frequência estudadas ne... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fatigue and corrosion behavior study of high strength materials are very important for the aeronautical industry, considering that structural components are constantly loaded to variable amplitude loading. Aluminum alloys play an important role in this subject, especially 7xxx alloys. These components also operate in marina environments, and then coatings are used as protection. The replacement of anodizing processes is considered urgent in the academic and industrial sectors, due to the release of waste and harmful conditions to health and the environment generated from the application of the coatings. The objective of this work is to study the influence of plasma immersion ion implantation (IIIP) on the fatigue life of AA7050-T7451 aluminum alloy. Fatigue and corrosion tests with different PIII treatments, established a relationship between treatment parameters such as voltage x frequency x time. It was observed a large interference on heating rate, maximum temperature, surface microhardness, nanohardness, roughness, corrosion potential, EDS, XRD and fatigue resistance especially with the frequency variation on the PIII process. The best results of fatigue resistance and corrosion with all combinations in this work, were obtained by procedures with lower temperature as a consequence the low impact frequency / Doutor

Orientadora: Leide Lili Gonçalves da Silva Kostov / Coorientador: Konstantin Georgiev Kostov / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Koshun Iha / Resumo: Neste trabalho amostras da liga de alumínio (Al) AA7075 foram expostas à dois tipos de plasmas atmosféricos frios: Descarga por Barreira Dielétrica durante 5 min, 7,5 min, 10 min e 15 min e ao jato de plasma por 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. Após os tratamentos, a caracterização superficial da liga AA7075 foi realizada através de medidas de ângulo de contato, energia superficial, rugosidade, teste da fita de adesão (ASTM D3359), espectroscopia de fotoelétrons de raios - X (XPS), testes eletroquímicos e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após os tratamentos a plasma, houve uma redução significativa nos valores de ângulo de contato e um aumento expressivo da energia superficial para ambos os tipos de plasmas. Verificou-se também que, os tratamentos a plasma não modificaram a topografia e rugosidade superficial das amostras. Através dos resultados do teste da fita de adesão foi observado que ambos os tratamentos foram eficientes na melhoria da adesão da camada de poliuretano sobre o substrato da liga de Al, quando comparada com a amostra não tratada. Os resultados de XPS confirmaram a formação de grupos polares contendo oxigênio e nitrogênio na superfície das amostras da liga de Al tratadas a plasma. Nos testes eletroquímicos, a capacitância do revestimento foi determinada e o potencial e a densidade de corrente de corrosão foram obtidas para cada condição estudada. Ambos os plasmas a pressão atmosférica foram eficientes em aumentar a adesão da tinta de poliuretano à superfície da liga de alumínio AA7075 / Abstract: In this work aluminium alloys AA7075 samples were exposed to two kinds of cold atmospheric plasma: Dielectric Barrier Discharge plasma for 5 min, 7,5 min, 10 min and 15 min, and plasma jet for 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. After treatments, AA7075 alloy surface characterization was performed by measuring water contact angle, surface free energy, roughness, adhesion tape test (ASTM D3359), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical techniques and scanning electronic microscopy (SEM). After plasma treatments, there was a remarkable decrease in water contact angles values and a significant increase in surface free energy, for both types of plasma. It was also verified that, the plasma treatments did not modify the topography and roughness of the samples. With the adhesion tape test results, it was found that both plasma treatments were efficient in improving the adhesion of polyurethane coating on the aluminium alloy samples, when compared to the untreated one. The XPS results confirmed the formation of oxigen and nitrogen containing polar groups on the surface of Al alloy samples treated by plasma. With electrochemical techniques the coating capacitance of the painting was determined and the corrosion potential and the corrosion current density were obtained for each condition studied. Both atmospheric pressure plasma treatments were efficient in enhancing the adhesion of the poliurethane painting on the Al alloy AA7075 surface / Mestre

A liga de alumínio A380 é uma das principais matérias primas utilizadas na indústria de fundição sob pressão, além de já ser objeto de pesquisas no ramo de materiais semissólidos. Porém, não há registros de estudos desse material modificado pela adição de Sr quando empregado como material semissólido. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo analisar a microestrutura e o comportamento reológico dessa liga em 4 diferentes condições. Sendo a primeira delas no estado como fundida, a segunda condição com refinamento da fase primária de alumínio, e outras duas condições onde além da liga refinadora também foi adicionado 200ppm e 600ppm de Sr como agente modificador da fase eutética. Inicialmente foram realizadas análises metalográficas para avaliar a eficiência do refinamento e da modificação imposta à liga A380, onde os principais resultados apontaram que a liga refinadora Al-5Ti-1B foi capaz de reduzir significativamente o tamanho de grão da fase primária, bem como a adição de Sr foi capaz de modificar a morfologia da fase eutética Al-Si. Na sequência, análises via equação de Scheil e análises via DSC foram realizadas com o objetivo de mapear a evolução da fração sólida em relação a temperatura para as quatro condições propostas para a liga A380, assim como para estabelecer a temperatura de trabalho equivalente a 60% de Fs (Fração Sólida). Os resultados apontaram para uma pequena divergência entre os dados obtidos pelas duas técnicas, onde as temperaturas obtidas via DSC são ligeiramente superiores às obtidas via equação de Scheil. Porém, nenhuma variação significativa foi encontrada dentre as 4 condições analisadas. Neste trabalho, prevaleceu a temperatura de 60% de Fs obtida via equação de Scheil (562ºC). No que diz respeito ao comportamento semissólido, inicialmente foi analisada a evolução morfológica dos materiais frente ao tratamento térmico de globularização com tempos de retenção de 0, 30 e 90 segundos e fração sólida de 60%. As análises via metalografia convencional e metalografia com luz polarizada, apontam para uma globularização mais eficiente nos materiais que sofreram refinamento da fase primária e modificação por Sr, sendo os melhores resultados obtidos para a condição com refinamento de grão e modificação com 200ppm de Sr. Por fim, o teste de compressão a quente foi realizado nas 4 condições propostas, utilizando os tempos de retenção e Fs previamente estabelecidos. Os resultados obtidos apontam que tanto o refinamento de grão da fase primária quanto a modificação da fase eutética tem influência no comportamento reológico da liga A380. / The A380 aluminum alloy is one of the main raw materials used in the die casting industry, and has already been the subject of research in the field of semi-solid materials. However, there is a lack of studies about this material when modified by Sr and used as semi-solid material. Thus, this work aims to analyze the microstructure and rheological behavior of this alloy in 4 different conditions. The first condition is as cast, the second one is with grain refinement of the Al-α phase, and the other two conditions, and besides the grain refining, was also added 200ppm and 600ppm of Sr. Initially, metallographic analyzes were performed to evaluate the efficiency of the grain refinement and the eutectic modification in the A380 alloy. The main results indicated that the Al-5Ti-1B refining alloy was able to significantly reduce the grain size of the primary phase, as well as the addition Of Sr was able to modify the morphology of the Al-Si eutectic phase. Then, analyzes via Scheil equation and DSC were performed to evaluate the evolution of the solid fraction along the temperature for the four conditions established for the A380 alloy, as well as to set the temperature equivalent to 60% of Fs (Solid Fraction). The results pointed to a slight divergence between the data obtained by the two techniques, where the DSC temperatures were slightly higher than those obtained via the Scheil equation. However, no significant variation was found among 4 conditions analyzed. Therefore, in this work, the chosen temperature of 60% of Fs was 562°C, obtained via the Scheil equation. About the semi-solid behavior, the morphological evolution of the materials was analyzed after the globularization thermal treatment with holding times of 0, 30 and 90 seconds and a solid fraction of 60%. The analysis by conventional and polarized light metallography, point to a more efficient globularization in the refined as well as in the modified materials, the best results was found for the refined and 200ppm Sr modified condition. Finally, the hot compression test was performed in the alloys, using the holding times and Fs previously established. The results indicate that both the grain refinement and the Sr modification have influence on the rheological behavior of the A380 alloy.