Orientador: Eugênio José Zoqui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Proni_CeciliaTerezaWeishaupt_M.pdf: 17001263 bytes, checksum: 25c148a2e84c82f917de77b96b714fb6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A tixoconformação é uma técnica de processamento de materiais no estado semi-sólido que permite a produção de peças com geometrias near net shape com melhores propriedades mecânicas e com razoável redução no custo final de produção, se comparados aos métodos de fundição e conformação plástica tradicionais. Dentro das várias possibilidades de materiais passíveis de trabalho por esta via, as ligas de alumínio são as mais utilizadas, servindo a diversos segmentos industriais. Contudo, o fornecimento de matéria prima próprias ao tixo-processamento está restrito a alguns produtores, justificando a necessidade de aprofundamento e ampliação de conhecimento com respeito às ligas já produzidas por fundição convencional. Este trabalho apresenta um exame da viabilidade de tixoconformação de duas ligas comerciais: AA 2011 e AA 2014. Esta avaliação foi executada em três etapas distintas: 1) análise dos seus constituintes, das temperaturas de fusão e de solidificação, dos microprecipitados existentes e dos tipos de porosidade; 2) reaquecimento de amostras para observar a resposta à globularização em duas temperaturas distintas (duas frações sólidas) e em quatro tempos de espera diferentes, com a posterior análise quantitativa por meio da metalografia; 3) ensaios de viscosidade nas mesmas condições, com posterior análise microestrutural via MEV e EDS das amostras que apresentaram valores de viscosidade muito altos. Os resultados destas avaliações mostraram que estas duas ligas são tixoconformáveis até a temperatura de 610°C, pois apresentaram valores de viscosidade abaixo de 1x106 Pa.s e tensão máxima abaixo de conformação de 1,0 MPa, conforme escolhas adequadas entre tempos de espera e taxa de aquecimento. Porém, também foi constatada a formação de alumina nos poros de algumas amostras após o reaquecimento necessário à tixoconformação, fornecendo um valor mais alto de viscosidade para estas amostras, se em comparação aos valores encontrados em outros ensaios com pouca ou nenhuma formação de alumina. A eliminação de porosidade na matéria prima com a conseqüente minimização do surgimento de alumina viabilizará a tixoconformação de ambas as ligas / Abstract: Thixoforming is a technique for processing materials in the semi-solid state which allows the production of parts near-net-shape geometries, with better mechanical properties and reasonable reduction in the final production cost, compared to traditional casting and plastic forming. Among the various possibilities of materials that can work in this way, aluminium alloys are the most used. However, the world provision of raw material for thixoforming is restricted to few producers, justifying the need for deepening and widening of knowledge with respect to alloys already produced by the conventional casting industries. This dissertation presents an examination of the feasibility of thixoforming of two commercial alloys: AA 2011 and AA 2014. This evaluation was performed in three steps: 1) analysis of their constituents, analysis of melting and solidification temperatures, analysis of the existing micro precipitates and quantity and types of porosity, 2) reheating samples to observe the globularization response to two different temperatures (two solid fractions) and four holding times, with the subsequent quantitative analysis by metallography, 3) tests of the viscosity under the same conditions, with subsequent microstructural analysis by SEM and EDS of the samples that showed very high viscosity values. The results of these evaluations showed that these two alloys are thixoformable up to temperatures of 610°C, since their viscosity values were achieved below than 106 Pa.s, and consequently maximum conformation stress of 1.0 MPa, as appropriate choices between waiting times and heating rate were achieved. However, the formation of alumina in the pores of some samples after the necessary reheating to previous to thixoforming, provide a higher value of viscosity, when compared to values found in other trials with little or no alumina. The elimination of porosity in the raw material, with the consequent minimizing the appearance of alumina will make possible the thixoforming of both alloys / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Celia Marina de Alvarenga Freire, Margarita Ballester / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T12:17:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lumpp_SheilaNatalia_M.pdf: 2056297 bytes, checksum: 9481d300ae49e94fb8820dd178c94b2a (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O revestimento de liga 55Al-Zn é produzido pelo processo de imersão à quente, de uma forma muito semelhante à produção do revestimento galvanizado. O produto final combina a resistência à corrosão atmosférica do. alumínio com a proteção galvânica do zinco, oferecendo excelente resistência à corrosão quando-comparado à outros revestimentos semelhantes. De acordo com a velocidade de resfriamento do revestimento, o mesmo pode sofrer, um envelhecimento logo após ser produzido, tornando necessário: então um procedimento adequado para melhorar suas propriedades mecânicas ao final do processo. Um tratamento térmico, por exemplo, pode melhorar a ductilidade do material, modificando-o microestruturalmente. Os objetivos deste trabalha são realizar um estudo sobre a resistência à corrosão de chapas de aço revestidas com,a liga S5A1-Zn (Galvalume®), em água do mar sintética por métodos eletroquímicos, à partir do levantamento dercurvas de Polarização e de impedância eletroquímica e teste de imersão onde as chapas recobertas de Galvalume® foram imersas em água do mar sintética durante o período de 18 meses. Para a avaliação microestrutural, foi utilizada a análise de microscopia eletrônica de varredura que tornou possível a investigação das mudanças microestruturais ocorridas no Galvalume® submetido a tratamentos térmicos. Tais mudanças implicaram em variações nas propriedade de resistência à corrosão do material, Foram utilízadas como amostras, chapas de aço revestidas de Galvalume® cromatizadas, sem tratamento térmico, tratadas termicamente à 200°C e 360°C, durante um período de 16 horas. Observou-se pelas curvas de polarização que amostras tratadas à 360°C são menos resistentes à corrosão, o que é confirmado pela análise dos diagramas de Bode de Impedância Eletroquímica. Os resultados obtidos a partir do ensaio de imersão em água do mar sintética comprovaram que a resistência do Galvalume® sem tratamento térmico é maior que quando tratado à 200°C e 360°C / Abstract: The 55Al-Zn coating, known as Galvalume®, is produced by a hot dip process. The final product combines the Al atmospheric corrosion resistance with the zinc galvanic protection, offering an excellent corrosion resistance when compared to other similar coatings. According to the cooling speed of the coating, it may suffer an aging as soon as it is produced, making it necessary an adequate procedure to improve its mechanical properties at the end of the process. The purpose of this work is the study of the effect of thermal treatment on the resistance of 55AI-2n coated carbon steel plates in synthetic O Gean water using electrochemical methods (Polarization curves and Electrochemical Impedance Spectroscopy). The microstructure changes of the alloy caused by thermal treatment were observed by SEM. These changes affected the corrosion resistance of the coated material. The samples used were carbon steel plates coated with Galvalume® chromium-plated annealed at 200°C and 360°C for 16 hours, and without treatment, The polarization curves showed that the corrosion resistance of Galvalume® without thermal treatment and annealed at 200°C is greater than when annealed at 360°C, what is confirmed by the Electrochemical Impedance analysis. Immersion assays were performed in synthetic ocean water for a period of one year and it is concluded that the samples annealed at 360°C are less corrosion resistant than the ones annealed at 200°C , which are less resistant than the samples without thermal treatment / Mestrado / Engenharia de Materiais / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Clara Filippini Ierardi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T03:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_UlissesMiguelde_M.pdf: 6146675 bytes, checksum: a098d7fa360e3318b0d61cda9715b8af (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O laser atualmente é uma eficiente ferramenta para tratamentos de superficie, atingindo uma área restrita, ou seja, alterando propriedades das regiões superficiais sem alterar o material como um todo. Dentre os tratamentos superficiais com laser pode citar-se a Formação de ligas de Superficie (Alloying) e o Formação de Ligas de Camadas Superficiais (Cladding). Esses processos, em função da pequena área afetada pelo calor, propiciam condições para a solidificação rápida, favorecendo precipitação de fases fora do equilíbrio e refino de grão. Essas alterações superficiais podem melhorar a resistência ao desgaste e dureza. O presente trabalho analisa o processo de Formação de ligas de Superficie (Alloying) de uma liga AI Ni sobre substrato de alumínio comercialmente puro. A nova liga de superficie formada é avaliada através da análise da microestrutura resultante, dureza, variação da concentração de Ni na camada e resistência à corrosão / Abstract: Nowadays the laser is an efficient toa} to treat surfaces, getting to a restricted area by altering the propertie~ of thore &lperncial area~, without altering the ma.terial a.~ a. whole. Among~t the superficial laser treatments one can menrion Alloying and Cladding. These processes, because of the small heat affected area, allow conditions to a rapid solidification, favoring the precipitation of phases out of equilibrium and grain refinement. These surface alterations can increase the resistance to wearing and the hardness. The present work analyses the laser AIloying of a AlNi compound over a commercially pure AI substrate. The newly formed surface compound is evaluated by an analysis of the resulting microstruture, porosity, hardness, variation of the Ni concentration in the layer and resistance to corroslon / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rezende Gomes dos Santos, Ricardo Fuoco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:46:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kolososki_Jorge_M.pdf: 7343986 bytes, checksum: 91fb9f7d500f8f650a42e7e445885c96 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Durante o vazamento dos moldes, o fluxo de metal através dos canais está sujeito a grande turbulência, gerando filmes de óxidos devido a exposição ao ar. Estes óxidos podem permanecer nas peças fundidas como descontinuidades, prejudicando as propriedades, em particular a resistência mecânica e a dutilidade. São apresentados os principais conceitos e as principais recomendações existentes na literatura para o projeto dos sistemas de canais de ligas com elevada tendência à oxidação, como as ligas de alumínio. Estes princípios e recomendações foram utilizados para projetar seis diferentes sistemas de canais para o preenchimento de placas na posição vertical, utilizando liga de alumínio UNS A03560. A avaliação do grau de turbulência alcançado em cada um dos sistemas de canais projetados foi feita através da maior ou menor geração de inclusões de óxidos, medida através de ensaios de flexão de corpos-de-prova retirados diretamente das placas. São apresentados os resultados destes ensaios de flexão e evidências de inclusões de óxidos nas fraturas dos corpos-de-prova ensaiados / Abstract: During mould pouring, metal flow in runner system is submitted to large turbulence and air contact, producing oxide films. This oxide is incorporated to cast products as inclusions and discontinuities, reducing noticeably mechanical strength and ductility. The principal concepts and literature recommendations for the best runner system project applied to alloys with high oxidation tendency, like aluminum alloys, were presented in this work. This information was used to project six different runner systems for plate casting in vertical position, considering aluminum alloy UNS A03560 as the cast metal. The evaluation of turbulence degree reached in each one of the systems was made by oxide inclusion classification, comparing results of three-point bend tests in specimens obtained from the six plate cast procedures. Mechanical test results and oxide inclusion evidence in fracture surface of those broken specimens are presented. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação e Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T03:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_RegisSilvada_M.pdf: 2450991 bytes, checksum: d60e53258406b167bb36e4bd6cce3a71 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A presente dissertação de mestrado tem por objetivo o estudo do fenômeno de corrosão entre dois componentes do motor de combustão interna, ciclo Diesel, caixa de distribuição (liga de alumínio AA A380.0) e bloco de cilindros (ferro fundido cinzento), bem como o estudo de alternativas para minimização desta corrosão. Foram utilizados métodos de medição de diferença de potencial galvânico, caracterização de materiais e medições de perda de massa. A liga de alumínio que atualmente é utilizada na caixa de distribuição apresenta maior diferença de potencial com o bloco de cilindros quando comparada às demais ligas de Al que foram ensaiadas com o bloco de cilindros, com a diferença de potencial em torno de 200 mV. Possui maior susceptibilidade à corrosão galvânica com o bloco de cilindros, agindo como anodo no par galvânico. A liga AA 413 possui menor diferença de potencial (150 mV) no par galvânico com o bloco de cilindros de ferro fundido cinzento, em comparação com a liga AA A380.0, possuindo semelhante resistência mecânica. As ligas AA 410, 5052 e 1100, foram as ligas que apresentaram menor diferença de potencial com o bloco de cilindros, em torno de 45 mV. Com a passivação da liga AA A380.0 em solução polimérica, a diferença de potencial diminuiu para 165 mV. Pelo ensaio de perda de massa da liga A380.0, sem par galvânico, obteve-se a densidade de corrente e taxa de corrosão, e por consequência a perda de massa da caixa de distribuição estimada para 300.000 km que foi de 7 g. O ensaio de perda de massa da liga AA A380.0 com formação de par galvânico com o bloco de cilindros, possibilitou estimar a perda de massa por corrosão para a caixa de distribuição com 300.000 km que ficou em torno de 100 g, evidenciando a severidade da corrosão galvânica na caixa de distribuição no par galvânico com o bloco de cilindros. Para a liga AA A380.0 passivada em solução polimérica a perda de massa estimada para a caixa de distribuição com 300.000 km ficou em torno de 36 g e para a liga AA 413 ficou em torno de 57 g. Para ambas ligas uma melhora significativa na resistência à corrosão, quando comparado à liga AA A380.0 / Abstract: The present investigation has for purpose the study of the corrosion phenomenon between two components of Diesel engine, timing case (aluminum alloy AA A380.0) and crankcase (grey iron casting), and the study of alternatives for the decreasing of this corrosion. Measurement methods of potential galvanic difference, materials characterization and mass loss measurements had been used. The aluminum alloy that is currently used in the timing case presents greater potential difference with the crankcase when compared with the other Al alloys that was tested with the crankcase, with the potential difference around 200 mV. It has greater feasibility to the galvanic corrosion with the crankcase, acting as anode in the galvanic couple. AA 413 alloy presents lower potential difference (150 mV) in the galvanic couple with the crankcase, in comparison with AA A380.0 alloy. AA 410, 5052 and 1100 alloys, had been the alloys that had presented minor potential difference with the crankcase, around 45 mV. With the AA A380.0 protection in polymeric solution, the potential difference decreased to 165 mV. By the mass loss measurements AA A380.0 alloy, without galvanic couple, it was gotten chain density and corrosion rate, and consequently the mass loss of timing case appraised for 300.000 km that was around 7 g. Through the mass loss measurements AA A380.0 alloy, with formation of galvanic couple with crankcase, made possible appraise the corrosion mass loss for the timing case with 300,000 km that was around 100 g, evidencing the severity of the galvanic corrosion in the timing case in the galvanic couple with crankcase. For AA A380.0 alloy passivated in polymeric solution the mass loss appraised for timing case with 300,000 km was around 36 g and for AA 413 alloy it was around 57 g. For both alloys a significant improvement in the corrosion resistance, when compared with AA A380.0 alloy / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Eugenio Jose Zoqui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benati_DaviMunhoz_M.pdf: 9368625 bytes, checksum: 4c58a987840759e499c7fd1c0db0d7f6 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho teve co:mo objetivo avaliar a tixoconformabilidade de ligas Al-Xwt%Si2,5wt%Cu-0,5wt%Mg, abrangendo desde a obtenção das ligas tixofundidas até sua completa caracterização em termos de macro e microestrutura e comportamento viscoso. Ligas Al-1,Owt%Si-2,5wt%Cu-0,5wt%Mg, Al-2,Owt%Si-2,5wt%Cu-0,5wt%Mg, Al-4,Owt%Si2,5wt%Cu-0,5wt%Mg e Al-7,Owt%Si-2,5wt%Cu-0,5wt%Mg foram produzidas via ultra-refino de grãos utilizando o refinador Al-5,Owt%Ti-l,Owt%B. Os materiais foram submetidos a tratamentos térmicos de reaquecimento pelos.tempos de Os, 30s, 90s e 21Os, para duas condições de frações sólidas, 45% e 60%. As ligas contendo 1,Owt%Si, 2,Owt%Si e 4,Owt%Si mostraram-se. bastante próximas em termos de viscosidade aparente, no entanto, a liga com 4,Owt%Si apresentou melhor desempenho em termos de globularização, expressa pelo RQI. Já a liga contendo 7,Owt%Si mostrou-se dendrítica para todas as condições estudadas, o que dificulta sua aplicação nos processos de tixoconformação Os tempos de tratamento térmico agem no sentido de promover a globularização das partículas de fase primária, de forma que os melhores resultados de viscosidade foram alcançados para ligas submetidas aos tempos de 21 Os. As frações sólidas de 45% e 60% não apresentaram diferenças significativas em termos de RQI, porém as ligas contendo menor fração sólida apresentaram melhor desempenho em termos de viscosidade aparente, da ordem de 105Pa.s / Abstract: The goal of this work was to evaluate the thixoformability of Al-Xwt%Si-2.5wt%CuO.5wt%Mg alIoys, including the thixocasting of all alloys and their complete characterization in terms of macro and microstructures and rheological behavior. Al-l.0wt%Si-2.5wt%CuO.5wt%Mg, Al-2.0wt%Si-2.5wt%Cu-0.5wt%Mg, Al-4.0wt%Si-2.5wt%Cu-0.5wt%Mg and Al-7.0wt%Si-2.5wt%Cu-0.5wt%Mg alloys were produced by ultra-refining by addiction of Al5.0wt%Ti-1.0wt%B master alIoy. The materials were submitted to re-heating treatment for Os, 30s, 90s and 2l0s in two conditions, 45% al!d 60% of solid fraction. 1.0wt%Si, 2.0wt%Si and 4.0wt%Si alloys showed very similar results for apparent viscosity, however the 4.0wt%Si alloy showed better performance in terms of globularization, measured by RQI. Thixocast 7.0wt%Si alloy presented dendrictic structures for alI conditions analyzed, making its application too difficult for thixoforming processes. Re-heating treatment times promote the solid phase particles globularization, so that the alloys treated during 210s achieved better results for apparent viscosity. Both 45% and 60% solid fractions did not show significant differences in terms of RQI, but the alloys containing lower solid fraction showed better performance for apparent viscosity, in the order of 105Pa.s / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Eugênio José Zoqui / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Proni_CeciliaTerezaWeishaupt_D.pdf: 55722572 bytes, checksum: 10691f753ab9afe3b7c239b9adc77eaa (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A tixoconformação, processamento de ligas metálicas no estado semissólido, é essencialmente governada por três fatores: a termodinâmica e a cinética da transformação sólido-líquido, o efeito desta transformação na morfologia da fase sólida remanescente na pasta, e a combinação de ambas no comportamento reológico do material. No entanto, cada um destes fatores tem sido reportado na literatura de forma isolada. Diante das várias possibilidades existentes de alterações em parâmetros químicos e físicos para se obter uma microestrutura não dendrítica e tixoconformável, este trabalho visa avaliar o efeito da taxa de aquecimento sobre a globularização da fase primária de ligas de alumínio hipo-eutéticas, obtidas via lingotamento convencional, e o consequente efeito sobre a viscosidade. Para tanto, cumpriu-se as seguintes etapas: 1) Caracterização composicional, termodinâmica e microestrutural de diversas ligas potenciais para se constituírem como matérias primas para processos de tixoconformação, notadamente as ligas Al-Si (A356), Al-Cu (AA2011 e AA2014) e Al-Zn-Si (Al-5wt%Zn-5wt%Si); 2) Fabricação de lingotes das ligas Al-Si e Al-Zn-Si; 3) Avaliação da evolução morfológica via metalografia das ligas somente fundidas e após reaquecimentos nas frações sólidas escolhidas sob várias taxas de aquecimento; 4) Avaliação do comportamento reológico via ensaios de compressão à quente sob as mesmas condições, de forma a avaliar o comportamento viscoso em várias condições próximas às condições de trabalho industrial. Como resultado dos experimentos e análises feitas, foi demonstrado que, independentemente da faixa de temperatura de trabalho ao redor de uma temperatura operacional, da taxa de cisalhamento imposta, ou da morfologia da microestrutura original fundida (dentro de parâmetros mínimos exigidos para tixoconformação), a taxa de aquecimento mais indicada para o processamento está ao redor de 50°C/min (aproximadamente 0,8°C/s). Assumindo esta taxa de aquecimento, todos os outros fatores convergem para permitir que processos industriais de tixoconformação possam acontecer sem muito rigor operacional, minimizando custos com equipamentos (e sistemas de controle associados), possibilitando assim a obtenção de peças mais uniformes / Abstract: Thixoforming, the act of processing metallic alloys in the semisolid state, is essentially governed by three factors: the thermodynamics and kinetics of the solid-liquid transformation, the effect of this transformation into the morphology of the remaining solid phase in the slurry, and the combination of both in the rheological behavior of the material. However, each of those factors has been studied independently in the literature. With several existing possibilities for the chemical and physical parameters used to obtain a thixoformable and no dendritic microstructure, this work aims to evaluate the effect of the heating rate over the globularization of the primary phase of hypoeutectic aluminum alloys, obtained via conventional pouring, and the resulting effect over viscosity. To do so, the following stages were completed: 1) Compositional, thermodynamical and microstructural characterization of several potential alloys to be used as raw material to thixoforming processes, notably the alloys Al-Si (A356), Al-Cu (AA2011 and AA2014) and Al-Zn-Si (Al-5wt%Zn-5wt%Si); 2) Manufacture of the alloys ingots Al-Si and Al-Zn-Si; 3) Evaluation of the morphologic evolution using metallography of the as cast alloys and after reheating the chosen solid fractions under various heating rates; 4) Evaluation of the rheological behavior using hot compression tests under the same conditions, in order to study the viscous behavior in several conditions close to industrial procedure. The experiments and analysis conducted have demonstrated that the heating rate better suited for processing is close to 50°C/min (approximately 0,8°C/s), independently of the working temperature range around a operational temperature, the shearing rate applied or the morphology of the original as cast microstructure (within the minimum parameters demanded by thixoforming). Assuming this heating rate, all other factors converge to allow industrial thixoforming processes to happen without much operational rigor, lowering equipment costs (and related control systems), allowing for the attainment of more uniform pieces / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Eugênio José Zoqui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_LeandroCassiode_M.pdf: 11868477 bytes, checksum: 50ec26b022fc4e33bbc8a761b91efff5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A tecnologia de semissólidos normalmente utiliza ligas de alumínio de alto teor de silício como matéria-prima. Ligas contendo médio teor de silício, como a A355.0 (Al-5wt%Si-1,0wt%Cu-0,6wt%Fe-0,4wt%Mg) não são disseminadas para esta aplicação. Determinar se esta liga em particular pode ser utilizada como matéria-prima para estes processos é o principal objetivo deste estudo, para tanto foram produzidos lingotes utilizando refinador de grãos (Al - 5,0wt%Ti - 1,0wt%B) combinado a agitação eletromagnética durante o lingotamento estanque. Por meio das simulações do software Thermo-Calc® e ensaios de DSC e DTA, a temperatura de transição de sólido para líquido foi mapeada a fim de se obter o melhor comportamento semissólido e, consequentemente, a melhor temperatura de tixoconformação. As ligas foram submetidas a tratamentos térmicos de globularização nas condições de 0 s, 30 s, 60 s, 90 s e 120 s, para as frações sólidas de 45% e 60%, temperaturas de 595 °C e 575 °C, respectivamente, para avaliar a estabilidade do material na faixa semissólida. Foram realizadas as caracterizações em termos de micro e macroestrutura dos lingotes e das amostras reaquecidas. Em seguida, os ensaios de viscosidade foram realizados obedecendo às mesmas condições do tratamento térmico de globularização. Assim, em todas as condições estudadas, a liga A355.0 apresentou valores estáveis de tamanho de grão, tamanho de glóbulo, circularidade e viscosidade, tornando desnecessário o controle extremamente preciso desses parâmetros em processos industriais. Desta maneira, a liga A355.0 com refinador e agitação eletromagnética pode ser usada em tixoconformação / Abstract: The technology of semi-solid typically uses aluminum alloys of high-grade silicon as raw material. Alloys containing medium silicon content, such as A355.0 (Al-5wt%Si-1,0wt%Cu-0,6wt%Fe-0,4wt%Mg) are not disseminated for this application. Determining whether this alloy in particular can be used as raw material for these processes is the main objective of this study; therefore, ingots were produced using grain refiner (Al - 5,0wt%Ti - 1,0wt%B) combined with electromagnetic stirring during the tight casting. Through simulations of the Thermo-Calc® software and tests DSC and DTA, the transition temperature from solid to liquid was mapped in order to get the best semisolid behavior and, consequently, the best thixoforming temperature. The alloys were submitted to heat treatments globularization the conditions of 0 s, 30 s, 60 s, 90 s and 120 s, for solid fractions of 45% and 60%, temperature of 595 ° C and 575 ° C, respectively, to evaluate the stability of materials in semi-solid range. Characterizations were carried out in terms of micro and macrostructure of the ingots and of the reheated samples. Then the viscosity tests were carried out by following the same conditions of the heat treatment globularization. Under all conditions studied, the A355.0 alloy showed stable values of grain size, globule size, circularity and viscosity, making it unnecessary to control these parameters with extreme precision in industrial processes. Therefore, the A355.0 alloy with refiner and electromagnetic stirring can be used in thixoforming / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Eugênio José Zoqui / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:00:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torres_LuisVanderlei_D.pdf: 19771789 bytes, checksum: fa0a6d2df1dd36171457713c814fcafb (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo avaliar a tixoconformabilidade de ligas Al-Xwt%Si- 2,5wt%Cu abrangendo todas as etapas do processo: obtenção das ligas tixofundidas, caracterização microestrutural, caracterização do comportamento viscoso e processo de tixoforjamento em dois conjuntos de equipamentos diferentes, a saber, prensa excêntrica e prensa pneumática. As ligas Al-2,0wt%Si-2,5wt%Cu, Al-3,0wt%Si-2,5wt%Cu, Al-4,0wt%Si- 2,5wt%Cu, Al-5,0wt%Si-2,5wt%Cu e Al-7,0wt%Si-2,5wt%Cu foram produzidas via lingotamento estanque com agitação eletromagnética e com técnica de ultra-refino (adição do refinador Al-5,0wt%Ti-1,0wt%B). As ligas foram submetidas a tratamentos térmicos de globularização pelos tempos de 0s, 30s, 90s e 210s, para duas condições de frações sólidas, 45% e 60%; foram realizados ensaios de viscosidade sob as mesmas condições e ensaios de tixoforjamento com a fração sólida de 45% e com todos os tempos de tratamento. Por fim, foram avaliadas as propriedades mecânicas, via ensaios de tração, das peças tixoforjadas. Os tratamentos térmicos promovem a globularização das partículas de fase primária, de forma que os melhores resultados de viscosidade foram alcançados para ligas submetidas às frações sólidas de 45%: todas as ligas apresentaram resultados de viscosidade aparente na faixa de 106 (Pa.s), segundo a literatura, materiais que se encontram nesta faixa de viscosidade possuem o comportamento similar ao do vidro fundido e demonstram alta conformabilidade, mostrando-se viáveis ao processo de tixoconformação. As peças tixoforjadas apresentaram boa conformabilidade preenchendo toda a matriz e reproduzindo sua geometria. Apresentaram boas propriedades mecânicas através dos ensaios de tração e quando submetidas ao tratamento de solubilização apresentaram propriedades mecânicas superiores, ou seja, houve um aumento do limite de escoamento em todas as ligas em torno de 50MPa, aumento no alongamento em torno de 2 a 3 vezes e o aumento do limite de resistência a tração em todas as ligas em torno de 80MPa / Abstract: The goal of this work was to evaluate the thixoformability of Al-Xwt%Si-2,5wt%Cu alloys, including all the stages process: obtaining the thixocasting, characterization in terms of microstructural, characterization of the rheological behavior, and the thixoforging process in two different sets equipment, ie., eccentric press and pneumatic press. The Al-2,0wt%Si-2,5wt%Cu, Al-3,0wt%Si-2,5wt%Cu, Al-4,0wt%Si-2,5wt%Cu, Al-5,0wt%Si-2,5wt%Cu e Al-7,0wt%Si- 2,5wt%Cu alloys were produced by direct casting with electromagnetic stirring and by ultrarefining (addiction of Al-5,0wt%Ti-1,0wt%B). The alloys were submitted to re-heating treatment for 0s, 30s, 90s and 210s in two conditions of solid fraction, 45% and 60%; had been realized tests of viscosity under the same conditions and thixoforging tests with solid fraction of 45% and with all re-heating treatment times. Finally, had been the mechanical properties, by tensile tests, of the thixoforged pieces. Re-heating treatment times promote the solid phase particles globularization, from that the best results of viscosity been reached for alloys treated with solid fractions of 45%: all the alloys presented resulted of apparent viscosity of 106 (Pa.s), literature according to materials that if find in this index of viscosity possess the similar behavior the casting glass and demonstrate high conformability, revealing viable the process thixoforming. The thixoforged piece presented good conformability, total fulfilling of the matrix and reproducing geometry. Showed good mechanical properties by tensile tests and subjected to solubilization treatment had superior mechanical properties, ie, an increase in the yield strength in all alloys about 50MPa, elongation increased approximately 2 to 3 times and increasing the limit of tensile strength in all leagues around 80MPa / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Sérgio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T02:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_JoseAugustoCamargo_M.pdf: 12204746 bytes, checksum: 78b1a8db87093cdc58baaa854932096e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O processo sheet hydroform, ou hidroconformação de chapas, é realizado por meio de uma prensa composta por uma membrana de borracha, preenchido com um fluido hidráulico cuja função é atuar como uma matriz, exercendo esforços sobre uma chapa de metal (blank), que é então empurrada contra um punção rígido, fazendo-o adquirir o formato deste. Embora este processo seja amplamente utilizado para a produção de pequenos lotes de peças metálicas de formato complexo e de espessura reduzida, ele exige habilidades de quem o define, pois se por um lado pode ser visto como simples por empregar apenas um molde maciço, por outro, a ausência de um sistema macho-fêmea capaz de garantir um completo travamento do blank pode ser encarado como um problema por permitir movimentos indesejados do material, que muitas vezes resultam na formação de rugas ou outros defeitos. Baseando-se nesses conceitos, o propósito deste trabalho foi o de mapear, por meio de simulações e ensaios práticos, a conformabilidade de abas convexas da liga de alumínio AA2024-0 de quatro espessuras quando submetidas a diferentes combinações de raio de curvatura e comprimento de aba. Deste modo, foi possível definir quais combinações destes parâmetros possibilitam a obtenção de componentes conformados adequadamente, isentos de rugas e outros defeitos macroscópicos, e ainda, quais condições levam à formação de irregularidades na aba conformada acima do limite preestabelecido, exigindo o emprego de prensa-chapas especiais, também conhecidos como dams, capazes de evitar a ocorrência de tais desvios. Com base nos resultados obtidos pode-se constatar que a ocorrência de rugas está associada principalmente à altura da aba conformada e não se altera significativamente quando a espessura do blank é modificada. Além disso, foi possível notar que raios de curvaturas maiores proporcionam menores valores de deformação compressiva na região conformada, permitindo obter abas mais altas e sem rugas / Abstract: Hydroform, or sheet metal fluid forming, is performed using a fluid cell press, in which the hydraulic fluid acts on the metallic blank pushing it against the male tool, acquiring its geometry. It is widely employed to manufacture small batches of complex and low thick components. If by one point of view it can be seen as simple, involving just a single rigid block as tool, by the other hand the absence of a rigid punch in certain cases can be a limitation, since it may allow the blank to move incorrectly during the process, causing wrinkles or other macro defects. Based on this limitation, the aim of this study was to define, using computational simulations and practical tests, the shrink flange formability limit of four different thickness aluminum alloy sheets when submitted to different combinations of curvature radius and flange length. As result, it could be seen which combinations can lead the material to be formed properly and which may cause failures, requiring special blank holders, known as dams, to avoid this problems. Based on the results, it can be verified that wrinkles nucleation is mainly associated with flange height and it does not change significantly when using blanks with different thicknesses. Furthermore, it could be noted that bigger curvature radius implies in smaller compressive strain on formed region, allowing to obtain higher flanges without wrinkles in these conditions / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica