Neste trabalho foram obtidas barras da liga (Fe0,80Al0,20)97B3 por solidificação direcional (SD), nos diâmetros de 3 e 4 mm, com o objetivo de melhorar a magnetostricção desse material através da introdução de textura. As etapas de produção das barras envolveram a fabricação de lingotes da liga por fusão a arco L1, L2 e L6, seguida de usinagem (U) ou forjamento rotativo (F) a quente. O maior comprimento de barra obtido foi de 50 mm. Através de microscopia eletrônica de varredura e análise de composição por espectroscopia de energia dispersiva, detectou-se a presença de boro nas amostras pela visualização do microconstituinte eutético formado da fase ? e da fase Fe2B. Resultados obtidos por difração de raios X indicam que a amostra da liga L1 para o diâmetro de 4 mm apresentou orientação preferencial nas direções , o que causou uma diminução expressiva da magnetostricção se comparada a da amostra do mesmo lingote para o diâmetro de 3 mm. Medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado (Ha) indicaram que a magnetização de saturação das amostras que têm boro são em média 181 Am2/kg, sugerindo que as amostras tem ~ 2% de B. A barras obtidas por SD, tratadas termicamente (CTT) a 1100°C por 6 h, alcançaram uma maior magnetostricção (? = ?l/l), comparada as amostras sem tratamento térmico (STT), no qual o maior valor foi de 73 ? 10-6 na direção longitudinal da barra L1 forjada no diâmetro de 3 mm (L1F3-CTT). O maior fator de sensibilidade d?/dH obtido em função do comprimento da barra L1F3 foi de d?/dH = 0,9 x 10-9 m/A para a razão de aspecto ? = 12. Valor da constante anisotrópica K1 calculada a partir dos resultados experimentais se comparadas com dados da literatura, sugerem que em algumas amostras ocorre ordenamento parcial da fase cúbica da matriz, havendo assim a coexistência das fases Fe3Al (D03) e ?. / In this work, bars of the alloy (Fe0,80Al0,20)97B3 were obtained by directional solidification (DS) in diameters of 3 and 4 mm, with the goal of improving the magnetostriction of the material through the introduction of texture. Production steps of the bars involved the manufacture of the alloy ingots, L1, L2, L6, by arc melting, then machining (M) or hot swaging (F). The greatest length that was achieved in a bar was 50 mm. The presence of boron in the samples was identified by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy, due to the presence of an eutectic microstructure that has dendrites and a microconstituent formed of phases ? and Fe2B. Results obtained by X-ray diffraction indicates that the bar L1 at the diameter of 4 mm showed preferential orientation in the directions , which caused a significant decrease of the magnetostriction compared to the same sample of the bar of diameter 3 mm. Magnetization measurements as a function of applied magnetic field (Ha) reveal that the saturation magnetization of the samples having boron is in average 181 Am2/kg, suggesting that the samples have ~ 2% of boron. The bars obtained by DS, thermally treated (CTT ) at 1100 ° C for 6 h, achieved higher magnetostrictions (? = ?l/l) compared to the samples without heat treatment.The highest value was 73 ? 10-6 was obtained in the longitudinal direction of the bar L1F in the diameter of 3 mm (L1F3-CTT). The maximum sensitivity factor d?/dH found as a function of the bars lengths was d?/dH = 0.9 x 10-9 m/A for an aspect ratio of ? = 12. Values of anisotropic constant K1, calculated using experimental results suggest that in some samples occur partial ordering of the cubic phase matrix , so there is the coexistence of phases Fe3Al ( D03 ) and ?.

Neste trabalho foram obtidas barras da liga (Fe0,80Al0,20)97B3 por solidificação direcional (SD), nos diâmetros de 3 e 4 mm, com o objetivo de melhorar a magnetostricção desse material através da introdução de textura. As etapas de produção das barras envolveram a fabricação de lingotes da liga por fusão a arco L1, L2 e L6, seguida de usinagem (U) ou forjamento rotativo (F) a quente. O maior comprimento de barra obtido foi de 50 mm. Através de microscopia eletrônica de varredura e análise de composição por espectroscopia de energia dispersiva, detectou-se a presença de boro nas amostras pela visualização do microconstituinte eutético formado da fase ? e da fase Fe2B. Resultados obtidos por difração de raios X indicam que a amostra da liga L1 para o diâmetro de 4 mm apresentou orientação preferencial nas direções , o que causou uma diminução expressiva da magnetostricção se comparada a da amostra do mesmo lingote para o diâmetro de 3 mm. Medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado (Ha) indicaram que a magnetização de saturação das amostras que têm boro são em média 181 Am2/kg, sugerindo que as amostras tem ~ 2% de B. A barras obtidas por SD, tratadas termicamente (CTT) a 1100°C por 6 h, alcançaram uma maior magnetostricção (? = ?l/l), comparada as amostras sem tratamento térmico (STT), no qual o maior valor foi de 73 ? 10-6 na direção longitudinal da barra L1 forjada no diâmetro de 3 mm (L1F3-CTT). O maior fator de sensibilidade d?/dH obtido em função do comprimento da barra L1F3 foi de d?/dH = 0,9 x 10-9 m/A para a razão de aspecto ? = 12. Valor da constante anisotrópica K1 calculada a partir dos resultados experimentais se comparadas com dados da literatura, sugerem que em algumas amostras ocorre ordenamento parcial da fase cúbica da matriz, havendo assim a coexistência das fases Fe3Al (D03) e ?. / In this work, bars of the alloy (Fe0,80Al0,20)97B3 were obtained by directional solidification (DS) in diameters of 3 and 4 mm, with the goal of improving the magnetostriction of the material through the introduction of texture. Production steps of the bars involved the manufacture of the alloy ingots, L1, L2, L6, by arc melting, then machining (M) or hot swaging (F). The greatest length that was achieved in a bar was 50 mm. The presence of boron in the samples was identified by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy, due to the presence of an eutectic microstructure that has dendrites and a microconstituent formed of phases ? and Fe2B. Results obtained by X-ray diffraction indicates that the bar L1 at the diameter of 4 mm showed preferential orientation in the directions , which caused a significant decrease of the magnetostriction compared to the same sample of the bar of diameter 3 mm. Magnetization measurements as a function of applied magnetic field (Ha) reveal that the saturation magnetization of the samples having boron is in average 181 Am2/kg, suggesting that the samples have ~ 2% of boron. The bars obtained by DS, thermally treated (CTT ) at 1100 ° C for 6 h, achieved higher magnetostrictions (? = ?l/l) compared to the samples without heat treatment.The highest value was 73 ? 10-6 was obtained in the longitudinal direction of the bar L1F in the diameter of 3 mm (L1F3-CTT). The maximum sensitivity factor d?/dH found as a function of the bars lengths was d?/dH = 0.9 x 10-9 m/A for an aspect ratio of ? = 12. Values of anisotropic constant K1, calculated using experimental results suggest that in some samples occur partial ordering of the cubic phase matrix , so there is the coexistence of phases Fe3Al ( D03 ) and ?.

Materiais magnetostrictivos, como o TERFENOL-D (Tb0,27-0,30Dy0,73-0,70Fe2) e o GALFENOL (Fe72-82Ga18-28), são aplicados em diversos tipos de atuadores, sensores e coletores de energia. Contudo, existe a necessidade de novos materiais que sejam mais baratos, ambientalmente amigáveis e com melhores propriedades mecânicas. Por essa razão, as ligas de Fe-Al são uma alternativa, já que o alumínio é mais abundante na natureza e é sete vezes mais barato que o gálio. O objetivo desse trabalho foi estudar a influência de dois tratamentos termomecânicos nas propriedades magnéticas das ligas (Fe1-xAlx)98,4B1,6, onde x = 0,18; 0,13 e 0,21. No primeiro processamento, as ligas foram submetidas a um tratamento térmico sob compressão para introduzir uma anisotropia magnetocristalina extrínseca. Para compressões de até 180 MPa, as ligas tratadas sob tensão obtiveram valores de magnetostricção e dos coeficientes piezomagnéticos maiores que o das ligas sem tratamento. Ou seja, este processamento aumentou a sensibilidade das ligas como atuador (d33) e sensor (d33 *). No segundo processamento termomecânico, amostras com formato de chapa foram laminadas e tratadas termicamente para induzir um crescimento anormal de grãos e consequentemente uma textura. Embora não tenha ocorrido crescimento de grão anormal durante o tratamento térmico, os valores de magnetostricção foram maiores que o das amostras como fundidas. Ambos processamentos termomecânicos foram efetivos para melhorar as propriedades magnéticas e a liga (Fe0,87Al0,13)98,4B1,6 foi a que obteve os maiores valores de magnetostricção e dos coeficientes piezomagnéticos. Em outras palavras, dentre as ligas estudadas, esta composição foi mais promissora para ser aplicada em atuadores e sensores. / Magnetostrictive materials, like TERFENOL-D (Tb0.27-0.30Dy0.73-0.70Fe2) and GALFENOL (Fe72-82Ga18-28), are applied in several types of sensors, actuators and energy harvesting. Nevertheless, there is the necessity of new materials that are cheaper, environmentally friendly and with good mechanical properties. For that reason, the Fe-Al alloys are an alternative, since the aluminum is more abundant in nature and is seven times cheaper than gallium. The goal of this work is to study the influence of two thermomechanical proceeding at magnetic properties of the (Fe1- xAlx)98.4B1.6 alloys, which x = 0.18; 0.13 e 0.21. At the first proceeding, the alloys were submitted to a stress annealing to introduce an extrinsic magnetocrystalline anisotropy. Up to 180 MPa of compression stress, stress annealed alloys have magnetostriction and piezomagnetic coefficient values higher than the alloys without annealing. In other words, this proceeding increased the alloys sensibility to be applied like actuators (d33) and sensors (d33 *). At the second thermomechanical proceeding, samples with sheet format were rolled and annealed to induce an abnormal grain growth and, consequently, a texture. Although the annealing not produced an abnormal grain growth, the magnetostriction values are higher than for the as-cast samples. Both proceedings were efficient to improve the magnetic properties and the (Fe0.87Al0.13)98.4B1.6 alloy achieved the higher values of magnetostriction and piezomagnetic coefficient. In another words, between the studied alloys, this composition was the most promising to be applied like actuators and sensors.

Materiais magnetostrictivos, como o TERFENOL-D (Tb0,27-0,30Dy0,73-0,70Fe2) e o GALFENOL (Fe72-82Ga18-28), são aplicados em diversos tipos de atuadores, sensores e coletores de energia. Contudo, existe a necessidade de novos materiais que sejam mais baratos, ambientalmente amigáveis e com melhores propriedades mecânicas. Por essa razão, as ligas de Fe-Al são uma alternativa, já que o alumínio é mais abundante na natureza e é sete vezes mais barato que o gálio. O objetivo desse trabalho foi estudar a influência de dois tratamentos termomecânicos nas propriedades magnéticas das ligas (Fe1-xAlx)98,4B1,6, onde x = 0,18; 0,13 e 0,21. No primeiro processamento, as ligas foram submetidas a um tratamento térmico sob compressão para introduzir uma anisotropia magnetocristalina extrínseca. Para compressões de até 180 MPa, as ligas tratadas sob tensão obtiveram valores de magnetostricção e dos coeficientes piezomagnéticos maiores que o das ligas sem tratamento. Ou seja, este processamento aumentou a sensibilidade das ligas como atuador (d33) e sensor (d33 *). No segundo processamento termomecânico, amostras com formato de chapa foram laminadas e tratadas termicamente para induzir um crescimento anormal de grãos e consequentemente uma textura. Embora não tenha ocorrido crescimento de grão anormal durante o tratamento térmico, os valores de magnetostricção foram maiores que o das amostras como fundidas. Ambos processamentos termomecânicos foram efetivos para melhorar as propriedades magnéticas e a liga (Fe0,87Al0,13)98,4B1,6 foi a que obteve os maiores valores de magnetostricção e dos coeficientes piezomagnéticos. Em outras palavras, dentre as ligas estudadas, esta composição foi mais promissora para ser aplicada em atuadores e sensores. / Magnetostrictive materials, like TERFENOL-D (Tb0.27-0.30Dy0.73-0.70Fe2) and GALFENOL (Fe72-82Ga18-28), are applied in several types of sensors, actuators and energy harvesting. Nevertheless, there is the necessity of new materials that are cheaper, environmentally friendly and with good mechanical properties. For that reason, the Fe-Al alloys are an alternative, since the aluminum is more abundant in nature and is seven times cheaper than gallium. The goal of this work is to study the influence of two thermomechanical proceeding at magnetic properties of the (Fe1- xAlx)98.4B1.6 alloys, which x = 0.18; 0.13 e 0.21. At the first proceeding, the alloys were submitted to a stress annealing to introduce an extrinsic magnetocrystalline anisotropy. Up to 180 MPa of compression stress, stress annealed alloys have magnetostriction and piezomagnetic coefficient values higher than the alloys without annealing. In other words, this proceeding increased the alloys sensibility to be applied like actuators (d33) and sensors (d33 *). At the second thermomechanical proceeding, samples with sheet format were rolled and annealed to induce an abnormal grain growth and, consequently, a texture. Although the annealing not produced an abnormal grain growth, the magnetostriction values are higher than for the as-cast samples. Both proceedings were efficient to improve the magnetic properties and the (Fe0.87Al0.13)98.4B1.6 alloy achieved the higher values of magnetostriction and piezomagnetic coefficient. In another words, between the studied alloys, this composition was the most promising to be applied like actuators and sensors.