Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-19T21:39:40Z No. of bitstreams: 1 2018_MaycolMoreiraCoutinho.pdf: 3193098 bytes, checksum: 5c11b27949b250be1cc5bd8a0dda228e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-20T19:41:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_MaycolMoreiraCoutinho.pdf: 3193098 bytes, checksum: 5c11b27949b250be1cc5bd8a0dda228e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T19:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_MaycolMoreiraCoutinho.pdf: 3193098 bytes, checksum: 5c11b27949b250be1cc5bd8a0dda228e (MD5) Previous issue date: 2018-07-19 / A diversidade de materiais gera grandes desafios, visto que as ligas de alumínio são parte de importantes componentes estruturais, a adição de elementos de liga contribui para a melhoria de suas propriedades. O Brasil, tendo a maior jazida de produção de nióbio do mundo, e o alumínio sendo um material em constante estudos, devido as suas excelentes propriedades, o estudo sobre o nióbio em ligas de alumínio ainda é muito escasso. Sendo o sistema Al – Nb um importante sistema binário e como proposta para substituição das ligas a base Ni, o conhecimento do efeito do Nb e o estudo da influência das condições de solidificação é de suma importância. Com isso, o objetivo do trabalho é estudar a solidificação unidirecional ascendente da liga Al0,4%Nb em duas diferentes condições de solidificação, correlacionando com as variáveis térmicas, parâmetros macroestruturais e microestruturais e ensaios mecânicos. As ligas foram solidificadas unidirecionalmente em regime transiente de transferência de calor, de modo a compreender duas faixas de taxas de resfriamento (Ṫ) e velocidade de solidificação (VL). A macroestrutura é caracterizada por em sua maioria por grãos colunares com uma transição colunar/equiaxial (TCE) quando as Ṫ são de 1,06 e 2,31° C/s para as respectivas condições da chapa/molde. A microestrutura é caracterizada por dendrítas ao longo de todas as alturas analisadas, correlacionadas com as variáveis: VL, Ṫ e GL. Para o espaçamento dendrítico primários foi obtido as equações experimentais: CM1: λ1=60,45(PL)0,4 e CM2: λ1=31,26(PL)0,4. Foi identificado através do ensaio de difração de raios – x, a presença da fase intermetálica Al3Nb. A microdureza de ambas as condições de solidificação, usando a equação do tipo Hall – Petch, mostrou que a microestrutura mais refinada oferece uma dureza de valor maior. O mesmo aconteceu com a tensão de escoamento e o limite de resistência a tração, diminuindo a microestrutura as mesmas tem um respectivo aumento em ambas condições. / The diversity of materials poses major challenges, since aluminum alloys are part of important structural components, the addition of alloying elements contributes to the improvement of their properties. Brazil, having the largest niobium production deposit in the world and aluminum being a constantly studied material, due to its excellent properties, the study of niobium in aluminum alloys is still very scarce. Since the Al - Nb system is an important binary system and as a proposal for substitution of Ni - based alloys, knowledge of the effect of Nb and the study of the influence of solidification conditions is of paramount importance. Thus, the objective of the work is to study the unidirectional solidification of the Al0.4%Nb alloy in two different solidification conditions, correlating with the thermal variables, macrostructural and microstructural parameters and mechanical tests. The alloys were unidirectionally solidified in a transient heat transfer regime, so as to comprise two bands of cooling rates (Ṫ) and solidification velocity (VL). The macrostructure is characterized by columnar grains with a columnar/equiaxial transition (TCE) when the Ṫ are 1.06 and 2.31 ° C/s for the respective plate/mold conditions. The microstructure is characterized by dendrites along all the analyzed heights, correlated with the variables: VL, Ṫ and GL. For the primary dendritic spacing the experimental equations were obtained: CM1: λ1=60,45(PL)0,4 and CM2: λ1=31,26(PL)0,4. The presence of the intermetallic phase Al3Nb was identified through the x-ray diffraction test. The microhardness of both solidification conditions, using the Hall-Petch equation, showed that the more refined microstructure offers a higher value hardness. The same happened with drainage tension and the limit of tensile strength, reducing the microstructure they have a respective increase in both conditions.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-10T14:42:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InfluenciaConveccaoTermossolutal.pdf: 2004245 bytes, checksum: ffa9b9a4cf0968080a0cf43f957949cf (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-08-29T16:35:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InfluenciaConveccaoTermossolutal.pdf: 2004245 bytes, checksum: ffa9b9a4cf0968080a0cf43f957949cf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-29T16:35:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InfluenciaConveccaoTermossolutal.pdf: 2004245 bytes, checksum: ffa9b9a4cf0968080a0cf43f957949cf (MD5) Previous issue date: 2011 / Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental sobre os efeitos da convecção termossolutal sobre os espaçamentos dendríticos primários de ligas hipoeutéticas Sn-Pb. Assim, um dispositivo experimental de configuração horizontal refrigerado a água foi construído e amostras do referido sistema de ligas foram solidificadas direcionalmente sob condições transientes de extração de calor. Um método teórico-experimental é aplicado para determinar as velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, os gradientes térmicos e as taxas de resfriamento. São também apresentados resultados para os respectivos coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde os quais foram calculados a partir de uma análise comparativa realizada entre os perfis experimentais de temperatura e valores teóricos fornecidos por um método numérico baseado em volumes finitos. Alguns modelos teóricos para a previsão dos espaçamentos dendríticos primários são comparados com os resultados experimentais obtidos. Finalmente, um estudo comparativo é realizado entre resultados encontrados neste trabalho e aqueles apresentados na literatura para os espaçamentos dendríticos primários das ligas Sn-Pb investigadas quando solidificadas direcionalmente nos sistemas verticais ascendente e descendente, sob as mesmas condições. A análise das microestruturas indica que os espaçamentos dendríticos primários são bastante influenciados pela direção de crescimento do sólido. / In order to investigate the effect of thermosolutal convection on the primary dendritic spacings of Pb–Sn hypoeutectic alloys, horizontal directional solidification experiments have been carried out. For this purpose, a water-cooled solidification experimental apparatus was developed and specimens were solidified in unsteady state heat flow conditions. A combined theoretical and experimental approach is developed to quantitatively determine the solidification thermal parameters: tip growth rates, thermal gradients and cooling rates. The results also include transient metal/mold heat transfer coefficients, determined from comparisons between the experimental thermal profiles in castings and the simulations provided by a finite difference heat flow program. A comparison between theoretical models that predict primary dendritic spacings with the experimental results generated in this study is conducted. A comparative study between some experimental data of this work and those from the literature proposed to predict the primary dendritic spacings during upward and downward vertical unsteady-state directional solidification of Sn–Pb alloys have is presented. The observation of the microstructures has indicated that the primary dendritic spacings have been affected by the direction of growth, increasing in conditions of horizontal solidification when compared with those obtained during upward and downward vertical solidification of Sn–Pb hypoeutectic alloys analyzed.