A indústria aeronáutica tem buscado melhorias no conceito de integridade estrutural, a partir do desenvolvimento de projetos mais otimizados com a produção de aeronaves mais leves e seguras. Tais projetos garantem aeronaves operacionalmente mais viáveis e redução no consumo de combustível, beneficiando o fabricante, os operadores e a população em geral, pois aplica o conceito de aeronave verde. Estruturas aeronáuticas em operação recebem solicitações de cargas típicas de vôo, como pressurização, sustentação, que por sua vez, geram esforços dos mais variados tipos e suas combinações, como tração, compressão, fadiga, torção, flexão, flambagem, cargas aeroelásticas, vibrações e flutter, associados a ambientes críticos. O conhecimento sobre o comportamento do material estrutural perante ambientes corrosivo ou de baixa temperatura, é importante para avaliação da vida útil das aeronaves. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da liga AA2050-T84 sob ponto de vista de corrosão-fadiga e tenacidade a fratura em criogenia e, correlacionar com a microestrutura e fractografia através de ensaios mecânicos e de tenacidade a fratura em temperatura ambiente e criogênica. As condições de ensaios foram determinadas próximas a de serviço a que o material será inserido sendo, para criogenia -54 ºC e para os ensaios de propagação de trinca por fadiga em atmosfera ambiente e névoa salina com concentração de solução de 3,5% e 5% NaCl, frequência de 15Hz e razões de carga R = 0,1 e 0,5. Os resultados em criogenia mostraram que há melhora nas propriedades trativas e estabilidade na tenacidade, pois o material retém dutilidade com o decréscimo da temperatura. Os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram executados com ΔK decrescente e os parâmetros para geração de névoa salina foram determinados experimentalmente. As curvas de crescimento de trinca e determinação do fator limite foram comparadas quanto a razão de carga e atmosfera de ensaio. Observou-se que para os ensaios de propagação de trinca por fadiga a presença da névoa salina acelera a taxa de propagação e resultam em um fator limite menor. / The aviation industry has sought improvements with the concept of structural integrity, from the development of more optimized designs with production aircraft with low weight and secure. These projects ensure an aircraft more operationally doable and reduced fuel consumption, benefiting the manufacturer, operators and the people, applying the concept of green aircraft. Aerospace structures in operation receive requests loads typical of flight, how pressurization support and lift that produce several types and combinations of requests, such as tensile, compression, fatigue, torsion, bending, buckling , aeroelastic loads, vibration and flutter associated with critical environments. Knowledge about the behavior of the structural material into corrosive environments or cryogenic temperature, it is important for evaluation to the lifetime of the aircraft. Accordingly , the aim of this study was to estimate the behavior of AA2050 - T84 alloy, about corrosion-fatigue and fracture toughness at cryogenic situations and correlate with microstructure and fractography, by mechanical tests and fracture toughness at room temperature and cryogenic. The test conditions has been determined near of the service that the material will be inserted, for cryogenic temperature -54 ºC and testing of fatigue crack propagation in air and salt spray with concentration of 3.5% and 5% NaCl, frequency 15Hz and load ratios R = 0.1 and 0.5. The cryogenic results showed that there improvement in tensile properties and stability in toughness due the restraint of ductility with decreasing temperature. Tests of fatigue crack propagation were carried out with ΔK decreasing and the parameters to obtain salt spray were determined experimentally. The crack growth curves and determination of the threshold were compared the according to load ratio and test atmosphere. In the fatigue crack propagation it was observed that presence of salt spray accelerates the rate of propagation and result in a lower threshold.

Gradientes térmicos induzidos no interior de componentes sujeitos a variações de temperatura durante o período de funcionamento podem provocar a ocorrência de tensões e deformações internas. A repetição destes ciclos térmicos pode causar a nucleação e a propagação de trincas por um processo denominado fadiga termomecânica. Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento da liga de alumínio A356-T6, processada nas condições fundida e tixoextrudada, sob fadiga isotérmica e termomecânica. Foram realizados ensaios de fadiga de baixo ciclo isotérmica para as temperaturas de 120 e 280°C, e ensaios de fadiga termomecânica em-fase e fora-de-fase para a faixa de temperatura de 120 a 280°C. O material tixoextrudado apresentou melhor desempenho em fadiga nas condições isotérmica e anisotérmica (termomecânica) devido a uma microestrutura globular com menor nível de porosidade. / Thermal gradients induced in components during service under temperature changes can cause internal stresses and strains. This cyclic thermal behavior can cause crack nucleation and propagation under a process denominated thermomechanical fatigue. Permanent mold casting and tixoextruded A356-T6 aluminum alloy behavior under isothermal and thermomechanical fatigue was study in this work. Isothermal low cycle fatigue tests were performed in temperatures of 120 and 280°C. In-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue tests were carried out in temperature range from 120 to 280°C. The tixoextruded material presented better isothermal and thermomechanical fatigue performance due to a globular microstructure and lower porosity level.

Este trabalho discutiu a relação entre o espaçamento inter-estrias , isto é, a taxa de propagação da trinca microscópica SL (local) e SP (projetada) e a taxa de propagação macroscópica , da/dN, obtido após o ensaio de propagação de trinca por fadiga. Corpos de prova compacto C(T) foram extraídos na orientação LT do centro de uma placa laminada de liga de alumínio SAE-AMS 7475 T7351 onde posteriormente foram realizados ensaios de fadiga sob carga ou &#916K constantes, à temperatura ambiente de acordo com a Norma ASTM-E647 (1993). Para o ensaio sob carga constante foram obtidos os dados do estágio II e III da curva da/dN vs. &#916K. Para o ensaio de fadiga sob &#916K constante, quatro níveis de &#916K foram utilizados com taxas de crescimento de trinca variando entre 0,15 à 2,4 &#956m/ciclo. Adicionalmente foram realizados ensaios de tenacidade à fratura, KIC nas direções LT e TL conforme a Norma ASTM-E1820 (1999). A análise fratográfica por microscopia eletrônica de varredura foi conduzida no ensaio de fadiga a &#916K constante para determinar os espaçamentos inter-estrias. As taxas de propagação macroscópica e microscópica foram comparadas e boas correlações foram obtidas para um intervalo entre 0,1 a 1,0 &#956m/ciclo. Através da técnica proposta por Berkovitz (1995), o espectro de carregamento foi estimado através da técnica de parametrização do fator K e os resultados foram comparados ao espectro de carregamento real imposto pela máquina de ensaio. Utilizando o espaçamento inter-estrias local, SL, e para valores de &#916K menores que 23 MPam 1/2 (região de Paris), a estimativa de carregamento exibiu um erro menor que 15%. As vidas estimadas em propagação fornecidas pelas taxas microscópicas de propagação de trinca foram comparadas à vida real de propagação obtida a partir da taxa de propagação de trinca macroscópica e o erro absoluto entre ambos os valores foi menor que 15,7 %. Estes resultados sugerem que a vida em fadiga e o espectro de carga podem ser adequadamente estimados utilizando o espaçamento inter-estrias local, SL. / This work discusses the relationship between striation spacing, i.e. the microscopic crack propagation rate, SL (local) e SP (projected), as measured in post-mortem fractographic inspection of fatigue fractured surfaces, and the macroscopic crack propagation rate, da/dN, as monitored during fatigue crack growth tests. Compact tensile specimens C(T) were extracted in LT orientation from the core of a laminated plate of a SAE-AMS 7475-T7351 Al alloy and subsequently fatigue tested either at constant load or at constant &#916K, at room temperature, according to ASTM-E647. For constant amplitude loading fatigue tests, da/dN- &#916K data points were obtained for Regions II and III of crack growth curve. For constant &#916K fatigue tests, four &#916K levels were selected to give crack growth rates typically ranging from 0.15 to 2.4 &#956m/cycle. Additionally, KIC fracture toughness tests were performed in both LT and TL directions, according to ASTM E1820. SEM fractographic analysis was conducted on constant &#916K fatigue specimens, in order to determine striation spacing created during the fatigue test. Macro- and microscopic crack growth rates were compared and good correlation have been obtained for data within the range from 0,1 to 1,0 &#956m/ciclo. Using the technique proposed by Berkovitz, loading history was estimated by the K-factor parametrization and the results were compared to the true loading spectrum imposed by the testing machine. Using the local striation spacing SL and for &#916K values lower than 23 MPam 1/2 (Paris region), the estimated loading exhibits an error less than 15%. Propagation life estimated by local striation spacing (microscopic crack growth rate) was compared to the true propagation life obtained from macroscopic crack growth rate values and the absolute difference between them was less than 15,7%. These results suggest that both life and loading history can be adequately estimated using the local SL striation spacing values.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natany Dayani de Souza Assai.pdf: 1950917 bytes, checksum: a6c8b87bcaabbbdbf5ca798360a90bcc (MD5) Previous issue date: 2014-08-27 / The residual stress may decrease and redistribute through a process called relaxation. The relaxation of the residual stress is an important phenomenon in relation to the estimated fatigue resistance of the material and can occur due to static mechanical loading, thermal, cyclical and extension fatigue effects. Residual stresses are usually harmful for overlapping the operating voltage, while the fatigue resistance of metals and alloys can be improved by compressive residual stresses present in the surface layer by means of shot peening surface. The fatigue life with the compressive residual stress field caused by shot peening or sophisticated models for modeling voltage field Compressive Residual (CTRC) usually does not take into account the possibility of this change during the cyclic loading, ie , place the relaxation process, which also changes the fatigue life. This study aimed to obtain the residual stress profile relaxation by cyclic loading on aluminum alloy samples 7050- T7541 with shot peening glass and ceramics subjected to axial fatigue test. The technique for determining the residual stress was the X-ray diffraction for measuring accurately the redistribution of residual stresses along the depth of fatigue produced by the process. The removal of layers of material was performed by electrolytic attack. Hereby, it was possible to establish the relationship between the maximum stress and number of cycles in relation to the greater or lesser relaxation test specimens in different regimes of cyclic peening conditions with spherical glass and ceramics in the longitudinal and transverse directions. The results showed that the samples with the longitudinal direction shot peening redistribution showed higher compressive residual stresses in the transverse direction along the depth. For the samples of shot peening ceramic was virtually no relaxation on the surface only in depth when compared to the original profile, samples of ceramic shot peening obtained relaxation in remote locations of the surface, due to the influence of roughness. The redistribution of stresses for samples of shot peening glass were higher than those with shot peening ceramic along the depth in all cyclic regimens studied in the L and T directions. The residual stress relaxation occurred in both directions did not compromise beneficial effect of shot peening increase the fatigue life thereof, in relation to the base material. / As tensões residuais podem diminuir e se redistribuir por meio de um processo chamado relaxação. A relaxação das tensões residuais é um fenômeno importante no que se refere à previsão da resistência à fadiga dos materiais e pode ocorrer devido a carga mecânica estática, térmica, cíclica como efeitos de extensão da fadiga. As tensões residuais geralmente são prejudiciais por se sobreporem às tensões de serviço, enquanto a resistência à fadiga dos metais e ligas pode ser melhorada por tensões residuais compressivas presentes nas camadas superficiais por meio do tratamento de superfície de shot peening. A vida em fadiga com o campo de tensão residual compressiva originada pelo shot peening ou modelos sofisticados para a modelagem do Campo de Tensão Residual Compressivo (CTRC), geralmente não leva em consideração, a possibilidade deste alterar-se durante o carregamento cíclico, ou seja, ocorrer o processo de relaxação, que também altera a vida em fadiga. Este trabalho teve como objetivo obter o perfil de tensão residual de relaxação por carregamento cíclico em amostras de liga de alumínio 7050- T7541 com shot peening de vidro e cerâmica submetidas a ensaio de fadiga axial. A técnica para determinação das tensões residuais foi a difração de raios X que permite medir com precisão a redistribuição de tensões residuais ao longo da profundidade produzidas pelo processo de fadiga. A remoção das camadas de material foi realizada por ataque eletrolítico. Por meio deste, foi possível constatar a relação entre a tensão máxima e quantidade de ciclos no que se refere à maior ou menor relaxação de corpos de prova em diferentes regimes cíclicos nas condições de shot peening com esfera de vidro e cerâmica nas direções longitudinal e transversal à laminação.Os resultados mostraram que as amostras com shot peening na direção longitudinal apresentaram redistribuição de tensões residuais compressivas maiores que no sentido transversal ao longo da profundidade. Para os corpos de prova de shot peening de cerâmica praticamente não houve relaxação na superfície apenas na profundidade quando comparado ao perfil original, as amostras de shot peening de cerâmica obtiveram a relaxação em posições mais afastadas da superfície, devido a influência da rugosidade. A redistribuição de tensões para as amostras de shot peening de vidro foram superiores em relação aquelas com shot peening de cerâmica ao longo da profundidade em todos os regimes cíclicos estudados nas direções L e T. A relaxação de tensão residual ocorrida em ambas direções não comprometeu o efeito benéfico do shot peening no aumento da vida em fadiga das mesmas em relação ao material base.

Submitted by RENATO ARAUJO BARROS null (greensleeves@uol.com.br) on 2017-03-08T17:38:24Z No. of bitstreams: 1 Tese Renato Barros - Versão Final.pdf: 24319782 bytes, checksum: f4d58ce4ebe77961a2e94b04cf3515cc (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-13T17:07:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barros_ra_dr_guara.pdf: 24319782 bytes, checksum: f4d58ce4ebe77961a2e94b04cf3515cc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T17:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barros_ra_dr_guara.pdf: 24319782 bytes, checksum: f4d58ce4ebe77961a2e94b04cf3515cc (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os aços de ultra alta resistência como o aço 4340 tem sido amplamente utilizados pela indústria aeronáutica e aeroespacial em aplicações como trens de pouso de aeronaves e o veículo lançador de satélite brasileiro (VLS), além de um uso extensivo para diversos setores da indústria em geral. Isso se deve, em grande medida, às suas propriedades mecânicas. Este trabalho se propõe a avaliar as propriedades tribológicas do par aço 4340, inicialmente submetido ao tratamento térmico de têmpera e revenimento, e a liga bronze alumínio 630, utilizados em trens de pouso. Será estudado o comportamento destas estruturas após o aço ser submetido a tratamentos de superfície por nitretação a plasma e carbonetação a laser, como forma de melhorar seu desempenho com relação ao atrito e ao desgaste. Neste estudo foi escolhido o ensaio tipo pino-disco para simular a situação real de desgaste. Os discos foram confeccionados a partir do aço AISI/SAE 4340 e os pinos foram feitos da liga bronze-alumínio 630. Foram realizadas análises microestruturais das estruturas e das camadas de compostos formadas devido ao tratamento de superfície, Após os ensaios de desgaste foram feitas observações das superfícies através de microscopia e perfilometria óptica, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios-X, testes de riscamento (scratching tests), dureza, observação de rugosidade e pesagem dos corpos de prova. Foram levantados os parâmetros do desgaste e alterações microestuturais devido à interação entre as superfícies de contato durante os ensaios de deslizamento. Foi analisada a perda de massa e levantadas as curvas de desgaste e dos parâmetros relacionados ao atrito em função da distância percorrida e/ou do tempo de ensaio. Nos ensaios foram utilizadas três velocidades de ensaio: 0,5; 1,0 e 1,5 m/s. Foi possível o cálculo da taxa de desgaste para cada par e velocidades estudadas. De uma maneira geral constatou-se que os mecanismos de desgaste detectados são semelhantes para todas as condições de superfície dos discos. As imagens mostram que partículas do pino são deformadas sobre o disco, em forma de camadas, evidenciando o mecanismo de adesão. A carbonetação a laser criou uma camada rica em carbono com a presença de grafite que contribuiu para reduzir o coeficiente de atrito e o desgaste do pino, principalmente, para as velocidades de 0,5 e 1,0 m/s. A nitretação a plasma reduziu a perda de massa do disco e do pino, com indicativos de pequena perda de massa para todas as velocidades estudadas; a rugosidade e o aumento do coeficiente de atrito no par pino-disco para as velocidades de 1,0 e 1,5 m/s podem ter sido induzidas por alteração no tipo de desgaste, de adesivo para uma abrasão a três corpos. / Ultra high strength steels as 4340 steel has been widely used by the aerospace industry in applications such as aircraft landing gears and the Brazilian satellite launch vehicle (VLS), plus an extensive use for various sectors of the industry in general. This is due largely to their mechanical properties. This work aims to evaluate the tribological properties of 4340 steel pair, initially submitted to heat treatment of quenching and tempering, and aluminum bronze 630 alloy, used in landing gear. The behavior of these structures after the steel be subjected to surface treatment by plasma nitriding and laser carbonetation will be studied, as a way to improve its performance with respect to friction and wear. For this study, pin-on-disc test was chosen in order to simulate the real situation of wear. The discs were made from 4340 steel and pins were made of aluminium bronze 630 alloy. Micro-structural analyses were undertaken of the structures and compound layers formed due to surface treatment. After the wear tests surface observations were made through microscopy and perfilometry optical, scanning electron microscopy, x-ray diffractometry, x-ray tests, scratching tests, hardness, roughness and weighing of the specimens. Parameters of wear and microestuturals changes were raised due to interaction between the contact surfaces during rehearsals. Loss of mass was analyzed and curves of wear and friction related parameters were plotted in function of the slided distance and/or time of test. In the tests three test velocities were used: 0.5; 1.0 and 1.5 m/s. It was possible to calculate the wear rate for each pair and studied velocities. In general it was noted that the mechanisms of wear detected are similar for all conditions of the surface of the discs. The images show that the particles are bent on the disc, in the form of layers, showing the mechanism of adhesion. The laser carbonetation created a carbon-rich layer with the presence of graphite, which contributed to reduce the friction coefficient and pin wear, mainly for the 0.5 and 1.0 m/s velocities. The plasma nitriding reduced the loss in mass of the disk and pin, with indicative of small mass loss for all velocities studied; the roughness and the increase of the coefficient of friction in the couple pin-disc for the velocities of 1.0 and 1.5 m/s may have been induced by changes in the type of wear, from adhesive wear to a three-body abrasion. / CAPES: 99999.002441/2014-04

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-21T14:11:42Z No. of bitstreams: 1 DissRDC.pdf: 7324446 bytes, checksum: 5e04b539c5f14da2f1e2fb0184498eb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:26:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRDC.pdf: 7324446 bytes, checksum: 5e04b539c5f14da2f1e2fb0184498eb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:26:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRDC.pdf: 7324446 bytes, checksum: 5e04b539c5f14da2f1e2fb0184498eb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:26:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRDC.pdf: 7324446 bytes, checksum: 5e04b539c5f14da2f1e2fb0184498eb9 (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / Não recebi financiamento / The homogenizing heat treatment of aluminium billets has direct influence on extrusion process productivity, surface quality and mechanical properties of extruded shapes. The homogenizing process parameters that impacts on metallurgical properties of 6063 alloys are: temperature, time and cooling rate. The maximum recommended homogenizing temperature for 6063 alloy is 590ºC. The minimum homogenizing time is 2,25h. The minimum cooling rate recommended is 400ºC/h. As for extrusion logs homogenizing process of 6063 6” diameter at Sapa Aluminium Brasil the furnace is a process bottleneck for logs production, this work has investigated about the possibility of time reducing without negative impacts on billet metallurgical properties and without detrimental impacts on productivity of extrusion process and quality of its products. This investigation was done by billet metallographic analysis, cold and hot mechanical tests and extrusion/anodizing trials for different homogenizing time conditions. The results have shown that the time reducing did not cause negative impacts for metallurgical neither for mechanical properties and because of that no detrimental effects for extrusion performance and surface finish and anodized quality was observed. Hence, was possible to decrease 20 minutes on homogenizing time and gain 14,5% of productivity on heat treatment process. / O tratamento térmico de homogeneização de tarugos de alumínio tem influência direta na produtividade do processo de extrusão, na qualidade superficial e nas propriedades mecânicas dos perfis extrudados. As variáveis do tratamento térmico da liga 6063 que influem na qualidade metalúrgica são: temperatura, tempo e taxa de resfriamento. Para liga 6063, a máxima temperatura recomendada de homogeneização é de 590ºC. O tempo mínimo para a homogeneização é de 2,25h. A taxa de resfriamento mínima recomendada é 400ºC/h. Como para o tratamento térmico de tarugos de 6” há um gargalo no forno de homogeneização da Sapa Aluminium Brasil, investigouse neste trabalho possibilidades de redução de tempo no processo de homogeneização evitando impactos negativos na qualidade metalúrgica dos tarugos e/ou na performance dos tarugos no processo de extrusão. Tal investigação foi feita através de análises metalográficas, ensaios mecânicos a frio (dureza e tração) e a quente (torção) e testes práticos no processo de extrusão/anodização para amostras retiradas de tarugos homogeneizados em diferentes condições de tempo de homogeneização. Os resultados obtidos mostraram que a redução no tempo de homogeneização não impactou negativamente na qualidade metalúrgica dos tarugos e nem em suas propriedades mecânicas a frio e que as pequenas variações ocorridas mantiveram-se dentro dos limites de especificação e não reduziram a performance do processo de extrusão bem como as propriedades mecânicas e qualidade superficial dos perfis extrudados. Com isso, foi possível reduzir 20 minutos no tempo de tratamento térmico de homogeneização e gerar um ganho de produtividade de 14,5% no processo.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 introducao 1.pdf: 60637 bytes, checksum: 290595bc9c94456b344557782acd7d97 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The properties of aluminum-silicon alloys are strongly dependent on the casting process used, the chemical additions made to control eutectic structure, primary silicon and grain structure, and molten metal treatment to reduce hydrogen gas content and to remove inclusions. Modification treatments transform the flake eutectic silicon into a fibrous form producing a structure with increased ultimate tensile strength, ductility, hardness, and machinability. Elements in groups I and II and the rare earths europium, lanthanum, cerium, praseodymium, and neodymium modify, but only sodium and strontium produce a strong modifying action at the low concentration required for commercial application. In this investigation, the effect of strontium concentration on the modification of the eutectic silicon in the 356 alloy was studied. For this porpoise the 356 alloy in as-cast and modified conditions using different Sr concentrations were examined. The results were accessed by tensile tests and metallographic examinations. As evaluated the effect of strontium in the formation temperature and the supercoiling of eutectic Al-Si through DTA. The results indicate that the Sr content of from 0 012% by weight resulted in total of Si modification with substantial increases in the toughness of the alloy 356, and supercoiling of 7.1 ° C temperature of the eutectic Al-Si. The indication of from 0.031% by weight mechanical properties, and temperature of the eutectic microstructure way similar to the alloys of the semi - modified but still higher than the same properties of the alloy without modification. / A resistência mecânica e a qualidade de ligas fundidas alumínio-silício são determinadas pela microestrutura e pela sanidade interna das peças fundidas. Tratamentos de refino de grão e de modificação do silício causam alterações microestruturais que resultam em melhorias nas propriedades mecânicas das ligas Al-Si de fundição. O tratamento de modificação altera a forma do silício do eutético da forma acicular para forma fibrosa interferindo sobre o comportamento mecânico da liga. Diversos tipos de modificadores são descritos na literatura, os mais utilizados são estrôncio e o sódio, pois apresentam efeitos de modificação adequados para as baixas concentrações requeridas. O estrôncio é o mais empregado em fundições, em função da maior facilidade no manuseio e uma maior resistência ao desvanecimento. Entretanto, adições de Sr estão associadas com a formação da porosidade em ligas modificadas. O principal objetivo deste estudo é avaliar a influência de diferentes percentuais de estrôncio sobre a morfologia e a distribuição das partículas de Si na matriz e os efeitos destas alterações sobre as propriedades mecânicas. Também foi avaliado o efeito do estrôncio na temperatura de formação e no superesfriamento do eutético Al-Si através de DTA. Os resultados obtidos indicam que teores de Sr a partir de 0, 012% em peso resultaram na modificação total do Si, com incrementos consideráveis na ductilidade da liga 356 e superesfriamento de 7,1 °C na temperatura do eutético Al-Si. Com valores a partir de 0,031% em peso as propriedades mecânicas, microestrutura e temperatura do eutético apresentavam semelhança com as das ligas semi-modificadas, porém superiores à condição sem modificação.

Este trabalho discutiu a relação entre o espaçamento inter-estrias , isto é, a taxa de propagação da trinca microscópica SL (local) e SP (projetada) e a taxa de propagação macroscópica , da/dN, obtido após o ensaio de propagação de trinca por fadiga. Corpos de prova compacto C(T) foram extraídos na orientação LT do centro de uma placa laminada de liga de alumínio SAE-AMS 7475 T7351 onde posteriormente foram realizados ensaios de fadiga sob carga ou &#916K constantes, à temperatura ambiente de acordo com a Norma ASTM-E647 (1993). Para o ensaio sob carga constante foram obtidos os dados do estágio II e III da curva da/dN vs. &#916K. Para o ensaio de fadiga sob &#916K constante, quatro níveis de &#916K foram utilizados com taxas de crescimento de trinca variando entre 0,15 à 2,4 &#956m/ciclo. Adicionalmente foram realizados ensaios de tenacidade à fratura, KIC nas direções LT e TL conforme a Norma ASTM-E1820 (1999). A análise fratográfica por microscopia eletrônica de varredura foi conduzida no ensaio de fadiga a &#916K constante para determinar os espaçamentos inter-estrias. As taxas de propagação macroscópica e microscópica foram comparadas e boas correlações foram obtidas para um intervalo entre 0,1 a 1,0 &#956m/ciclo. Através da técnica proposta por Berkovitz (1995), o espectro de carregamento foi estimado através da técnica de parametrização do fator K e os resultados foram comparados ao espectro de carregamento real imposto pela máquina de ensaio. Utilizando o espaçamento inter-estrias local, SL, e para valores de &#916K menores que 23 MPam 1/2 (região de Paris), a estimativa de carregamento exibiu um erro menor que 15%. As vidas estimadas em propagação fornecidas pelas taxas microscópicas de propagação de trinca foram comparadas à vida real de propagação obtida a partir da taxa de propagação de trinca macroscópica e o erro absoluto entre ambos os valores foi menor que 15,7 %. Estes resultados sugerem que a vida em fadiga e o espectro de carga podem ser adequadamente estimados utilizando o espaçamento inter-estrias local, SL. / This work discusses the relationship between striation spacing, i.e. the microscopic crack propagation rate, SL (local) e SP (projected), as measured in post-mortem fractographic inspection of fatigue fractured surfaces, and the macroscopic crack propagation rate, da/dN, as monitored during fatigue crack growth tests. Compact tensile specimens C(T) were extracted in LT orientation from the core of a laminated plate of a SAE-AMS 7475-T7351 Al alloy and subsequently fatigue tested either at constant load or at constant &#916K, at room temperature, according to ASTM-E647. For constant amplitude loading fatigue tests, da/dN- &#916K data points were obtained for Regions II and III of crack growth curve. For constant &#916K fatigue tests, four &#916K levels were selected to give crack growth rates typically ranging from 0.15 to 2.4 &#956m/cycle. Additionally, KIC fracture toughness tests were performed in both LT and TL directions, according to ASTM E1820. SEM fractographic analysis was conducted on constant &#916K fatigue specimens, in order to determine striation spacing created during the fatigue test. Macro- and microscopic crack growth rates were compared and good correlation have been obtained for data within the range from 0,1 to 1,0 &#956m/ciclo. Using the technique proposed by Berkovitz, loading history was estimated by the K-factor parametrization and the results were compared to the true loading spectrum imposed by the testing machine. Using the local striation spacing SL and for &#916K values lower than 23 MPam 1/2 (Paris region), the estimated loading exhibits an error less than 15%. Propagation life estimated by local striation spacing (microscopic crack growth rate) was compared to the true propagation life obtained from macroscopic crack growth rate values and the absolute difference between them was less than 15,7%. These results suggest that both life and loading history can be adequately estimated using the local SL striation spacing values.

Gradientes térmicos induzidos no interior de componentes sujeitos a variações de temperatura durante o período de funcionamento podem provocar a ocorrência de tensões e deformações internas. A repetição destes ciclos térmicos pode causar a nucleação e a propagação de trincas por um processo denominado fadiga termomecânica. Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento da liga de alumínio A356-T6, processada nas condições fundida e tixoextrudada, sob fadiga isotérmica e termomecânica. Foram realizados ensaios de fadiga de baixo ciclo isotérmica para as temperaturas de 120 e 280°C, e ensaios de fadiga termomecânica em-fase e fora-de-fase para a faixa de temperatura de 120 a 280°C. O material tixoextrudado apresentou melhor desempenho em fadiga nas condições isotérmica e anisotérmica (termomecânica) devido a uma microestrutura globular com menor nível de porosidade. / Thermal gradients induced in components during service under temperature changes can cause internal stresses and strains. This cyclic thermal behavior can cause crack nucleation and propagation under a process denominated thermomechanical fatigue. Permanent mold casting and tixoextruded A356-T6 aluminum alloy behavior under isothermal and thermomechanical fatigue was study in this work. Isothermal low cycle fatigue tests were performed in temperatures of 120 and 280°C. In-phase and out-of-phase thermomechanical fatigue tests were carried out in temperature range from 120 to 280°C. The tixoextruded material presented better isothermal and thermomechanical fatigue performance due to a globular microstructure and lower porosity level.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Claudia Lopes Guerra.pdf: 9968717 bytes, checksum: 7d0e4986884ffa382a835b641ed76573 (MD5) Previous issue date: 2015-06-12 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The ECAP (Equal Channel Angular Pressing) is a mechanical process of Severe Plastic Deformation (SPD) where a sample is subjected to a shearing force when passing through the region of intersection of two channels. The main goal of this method is Severe Plastic Deformation achieve a microstructure with ultrafine grains, which have much higher than the equivalent coarse grain materials physical properties, such as an increase in strength and toughness simultaneously. What makes this increasingly interesting technique is that as there is no reduction cross section is possible to obtain plastic strain accumulation and therefore gain in grain order of nanometer scale. The great advantage of ECAP is to achieve a much higher degree of strain hardening than obtained by conventional methods of plastic deformation, and consequently a grain refining much higher as well. The importance of the study of severe plastic deformation process is on improving the mechanical performance of the materials and the possibility of a better understanding of the mechanisms of strain hardening, which may indicate a new path for producing high-strength materials, possibly scaled industrial. In this work are presented the microstructural, mechanical and electrical analysis of the aluminum alloy AA 1050 samples, commonly used for electrical purposes, with ultrafine grains (typical grain size below a micron) resulting from processing by ECAP, based on the method of SPD. / A PCE (Prensagem em Canais Equiangulares) consiste num processo mecânico de Deformação Plástica Intensa (DPI) onde um corpo de prova é sujeito a um esforço de cisalhamento ao passar pela região de intersecção de dois canais. Os principais objetivos desse método de Deformação Plástica Intensa é alcançar uma microestrutura com grãos ultrafinos, os quais possuem propriedades físicas muito superiores aos equivalentes materiais de grãos grosseiros, como um aumento em resistência mecânica e tenacidade simultâneas. O que torna esta técnica cada vez mais interessante é que como não há redução da seção transversal é possível obter acumulo de deformação plástica e com isso obter grãos na ordem de escala nanométrica. A grande vantagem do PCE é alcançar um grau de encruamento muito superior do que obtido por métodos convencionais de deformação plástica, e consequentemente, um refino de grão muito superior também. A importância do estudo do processo de deformação plástica intensa está na melhoria do desempenho mecânico dos materiais e na possibilidade de uma melhor compreensão dos mecanismos de encruamento, fato que pode indicar um novo caminho para a produção de materiais de alta resistência mecânica, possivelmente em escala industrial. Nesse trabalho são apresentadas as análises microestruturais, mecânicas e elétricas de amostras de ligas de alumínio AA 1050, comumente utilizadas para fins elétricos, com estrutura de grãos ultrafinos (tamanho de grão típico abaixo de um micrometro) resultantes do processamento por PCE, baseada no método de DPI.