Orientador: Eugenio José Zoqui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T17:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peres_Gustavo_M.pdf: 111652951 bytes, checksum: c9dbda5e8dc0115d433971c0cb37b4c1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente projeto avaliou a tixoconformabilidade de ligas a base de Al-Si-Zn, tendo em vista sua aplicação em escala industrial no que tange a processos de tixoconformação, ou seja, processos que envolvam sua conformação no estado semi-sólido. Para tal objetivo as ligas foram preparas e produzidas em laboratório, fixando-se sua composição química em 5% (em massa) de zinco e variando-se a massa de silício em 3%, 4%, 5% e 6%. Para a produção desse material foi utilizada matriz apresentando agitação eletromagnética em seu interior, visando à agitação da matéria-prima desde seu estado fundido até sua solidificação. Após a produção das matérias primas, estas foram reaquecidas a temperatura semi-sólida utilizando-se como base dois valores, 45% e 60% de fração sólida e estabilizadas a essas temperaturas durante tempos de 0, 30, 90 e 210 segundos. Após o reaquecimento parte da amostras foram resfriadas rapidamente em água para "congelamento" da microestrutura e posterior análise metalográfica, já outra parte das amostras foram submetidas a ensaios de compressão a quente para avaliação de sua viscosidade. Como resultado final observou-se que as ligas apresentaram pouca variação de propriedades, seja tamanho de grão ou viscosidade, para todas as condições estudadas porém, a liga Al-5wt%Si- 5wt%Zn (45% de fração sólida, 30 à 90 segundos de globularização) apresentou uma viscosidade um pouco mais baixa em comparação com as demais condições analisadas, sendo a liga com maior potencial de aplicação em processos de tixoconformação em larga escala. Além disso, a baixa variação de viscosidade observada entre as diversas configurações estudadas é outro ponto de favorecimento a aplicação dessas ligas em reofundição, dada a baixa necessidade de controle preciso de parâmetros como temperatura de fração sólida ou tempo de globularização para conformação, o que é desejável em processos industriais / Abstract: The present project evaluated the thixoformability of Al-Si-Zn alloys, in order to verify their industrial application range in process of thixoforming, it means, processes that use forming at semi-solid state. To achieve this goal the alloys were prepared and produced in laboratory, fixing their chemical composition in 5% (in mass) of zinc and varying the mass of silicon in 3%, 4%, 5% and 6%. To produce the feedstocks was used matrix presenting electromagnetic stirring to provide the best microstructure to the slurries. After having the castings produced, they were re-heated to semi-solid condition, based on two temperatures, 45% and 60% of solid-fraction of the material, then they were stabilized at such temperatures during times of 0, 30, 90 and 210 seconds. After being re-heated, part of the castings were quenched in water for "freezing" of their microstructure and posterior metallographic analysis, moreover the remaining castings were submitted to hot compress tests to evaluate their viscosity as well. As final result could be observed that all alloys presented a low variation of properties (grain size, viscosity etc), for all the conditions analyzed however, the Al-5wt%Si-5wt%Zn alloy (45% of solid-fraction, 30 to 90 seconds of globularization) presented the lowest viscosity in comparison with the other conditions studied, so this alloy is the one that presents the biggest potential to be applied in thixoforming processes in wide scale. Furthermore, the low level of viscosity variation noticed all over the conditions analyzed is another relevant factor that put these alloys in a good level concerning rheocasting, due to the non-necessity of a rigid control of parameters like solidfraction temperature or globularization time, which is desirable at industrial processes / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Eugênio José Zoqui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:04:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Naldi_MarcosAntonio_M.pdf: 15438226 bytes, checksum: ccd17a2befec608057948a418e6317b5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A tecnologia de semi-sólidos normalmente utiliza ligas de alumínio de baixo silício, como AA356 (Al-7,0wt%Si) como matéria-prima. Ligas contendo alto teor de silício com uma composição quasi-eutética diminuem a faixa semi-sólida, tornando difícil controlar a temperatura de tixoconformação. Entretanto, ligas de alumínio com alto teor de silício apresentam excelentes propriedades mecânicas. Este trabalho tem por objetivo avaliar a tixoconformabilidade da liga Al-9,5wt%Si- 2,5wt%Cu (AA332) abrangendo as etapas de caracterização em termos de micro e macroestrutura, caracterização do comportamento viscoso até o processo de tixoforjamento em prensa do tipo excêntrica em matriz do tipo aberta. Através das simulações do software Thermo-Calc e técnicas experimentais de DSC a temperatura de transição de sólido para líquido foi mapeada a fim de obter o melhor comportamento semi-sólido e, conseqüentemente, a melhor temperatura de tixoconformação. Amostras de 20 mm de diâmetro por 15 mm de altura foram aquecidas foram aquecidas a três temperaturas, 562oC, 567oC e 572oC, pra se obter cerca de 30%, 45% e 60% da fração sólida por tempos de permanência de 0s, 30s, 90s e 210s. A evolução morfológica e o comportamento semi-sólido das amostras para estas temperaturas foram determinados através do teste de compressão a quente. A despeito das temperaturas e tempos usados a estrutura se mostrou bastante estável sendo que o melhor comportamento semi-sólido ocorreu à temperatura de 572º C, com uma viscosidade aparente de até 1.5E+5 Pa.s / Abstract: The thixoforming technology typically uses semi-solid aluminium alloys low silicon, as the AA356 (Al-7wt%Si-0.5wt%Mg) as raw material. Alloys with high content of silicon, with a quasi-eutectic composition decreases semi-solid range, making it difficult to control the thixoforming temperature. However, aluminium alloys with high silicon content present excellent mechanical properties. The goal of this work was to evaluate the thixoformability of Al-9,5wt%Si- 2,5wt%Cu(AA332) alloys, including the following stages process: characterization in terms of microstructure and macrostructures; characterization of the viscous behavior; and the tixoforging process in an eccentric press using a matrix-type open. Simulations using Thermo-Calc software and DSC experimental technique were used to map the transition temperature from solid to liquid to obtain the best semi-solid behaviour and, consequently, the best thixoforming temperature. Samples 20mm diameter, 15mm height were heated were heated at three distinct temperatures, 562oC, 567oC and 572oC, to obtain circa 30, 45 and 60% of solid fraction for soaking times of 0s, 30s, 90s and 210s. The morphological evolution and the behaviour of the semi-solid samples at these temperatures were determined by the hot compression test. Despite the different temperatures and times used, the structure proved to be quite stable and the best semi-solid behaviour occurred at a temperature of 572°C with an apparent viscosity of up to 1.5E+5 Pa.s / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores : Cecilia A. de Carvalho Zavaglia, Maurizio Ferrante / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T19:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bagnato_OsmarRoberto_D.pdf: 25124208 bytes, checksum: 1d8b18863e12cf63a1dc98919b6a4d5b (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Na busca de processos alternativos de união entre metais e cerâmicas, destaca-se o processo de soldagem por difusão (diffusion bonding), utilizado em tecnologias de ponta no campo da indústria aeroespacial, eletroeletrônica, vácuo e de energia. O processo de soldagem por difusão consiste em manter os materiais a serem unidos, num contato íntimo sob carga, numa dada temperatura e num dado tempo, onde se obtém juntas soldadas de elevada resistência mecânica e confiabilidade. O objetivo desse trabalho é promover a união de componentes cerâmicos de alta alumina, utilizando um metal de ligação, no caso uma liga AlSi, de elevada dutilidade através da técnica de junção por difusão, pela otimização dos principais parâmetros de processo como temperatura, tempo e carga aplicada; tais juntas devem apresentar resistência mecânica elevada e repetibilidade de fabricação. Para produzir as juntas, construiu-se um forno a vácuo com os acessórios necessários para a realização da operações sob carga, a vácuo, em alta temperatura; a definição dos ensaios mecânicos para a caracterização da resistência mecânica, das juntas, dos corpos de prova e a caracterização microestrutural das interfaces. Trabalhou-se três níveis para cada variável considerada, sendo que os corpos de prova obtidos foram submetidos a ensaio de flexão em quatro pontos e os resultados discutidos em termos de estatística de Weibull; as interfaces e as superfícies de fratura foram estudadas por técnicas de microscopia eletrônica de varredura e microanálise. Os resultados obtidos nos ensaios mecânicos indicaram grande variação em função das variáveis de processo, sendo que os melhores resultados se equiparam com os valores da cerâmica monolítica, da ordem de 340 MPa, obtidas nas condições de elevada e baixa temperatura, em tempos longos e curtos (90 e 20 minutos) e os piores resultados estão na faixa de 40 MPa, obtidos em tempos e temperaturas intermediários (60 minutos e 550 °C). Observou-se diferentes modos de fratura, sendo que nas temperaturas elevadas foram identificou-se características de fratura frágil e em temperaturas baixas e médias, fratura dutil. As técnicas de investigação microestrutural revelaram a presença de uma fase descontínua na interface metal-cerâmica nas amostras de baixa resistência mecânica, podendo muito provavelmente, estar associadas com as condições de processo, provocando a fragilização da junta. As interfaces de alta resistência se mostraram contínuas e sem defeitos / Abstract: Of the alternative processes utilized for joining metals and ceramics, one of the most relevant techniques is diffusion bonding, which is being used in high-technology applications in aerospace, electro-electronics, vacuum and energy industries. Diffusion-bonding processes consist of maintaining the materials to be joined in intimate contact under external pressure and controlled temperature, during a determined period of time. In this situation, it is possible to obtain high mechanical resistance and reliably welded joints. The objective of this work is to promote the joining of ceramic materials of high alumina, using a filler metal, in this case an AISi12 eutectic alloy with high ductility, using diffusion-bonding techniques, optimizing the main parameters of the process: temperature, time and pressure. The joints obtained by this process have high mechanical resistance and repetibily in fabrication. To make these joints, a vacuum furnace was developed with all the accessories to make joints under external pressure and high vacuum at high temperature, mechanical tests were defined for the complete characterization of the joints and the project of the samples, were designed and the microstructural characterization of the materials and joints realized. Three levels for each variable were considered (temperature, time and pressure), and the joints obtained were submitted to a four-point flexural mechanical test; the results were discussed in terms of We bull¿s statistics. The interface and fracture surfaces were studied by scanning electron microscopy and microanalysis techniques. The mechanical results from the four-point flexural test showed great dispersion in function of the process variables. The best mechanical results for the joints were similar to the values of mechanical results for the monolithic ceramics, or 340 MPa, obtained in low and high temperature, at short and long periods of time. The worst results were in the range of 40 MPa, when intermediate times and temperatures were used. The interfaces presented two types of fracture: in the joints made at high temperatures, fragile fractures were observed whereas, in the samples obtained at low and medium temperatures, ductile fractures were identified. The microstructural observations showed the presence of a discontinuous phase in the metal-ceramic interface of low mechanical resistance samples, probability associated with the process conditions, which provoke the fragility of the joints. All the reliable and high mechanical resistance joints were continuous and without defects / Doutorado / Materiais e Porcessos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Amauri Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:07:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_DanielMonteiro_M.pdf: 7995773 bytes, checksum: 8859b8e785820d46c1b77212d7acaa31 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Os espaçamentos dendríticos são parâmetros microestruturais importantes, resultantes do processo de solidificação. Eles afetam os perfis de microssegregação e governam a formação de segundas fases na região interdendrítica, influenciando, conseqüentemente, as propriedades mecânicas do material. Poucos estudos têm analisado os efeitos da convecção no líquido interdendrítico, bem como a influência da direção de crescimento em relação à gravidade nos espaçamentos dendríticos. Neste trabalho, foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical descendente, constituído por uma lingoteira de aço inox com diâmetro interno de 56mm, 150mm de comprimento e 10mm de espessura. Na parte superior, foi posicionada uma câmara de refrigeração a água do mesmo material do molde e com espessura útil de 3,0 mm. Após a obtenção dos lingotes e registrados os respectivos perfis térmicos experimentais, foram determinadas as variáveis térmicas de solidificação: coeficiente de transferência de calor metal/molde, velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos, tempos locais de solidificação e taxas de resfriamento para a solidificação unidirecional descendente de ligas hipoeutéticas do sistema Al-Cu (Al3%Cu, Al5%Cu e Al8%Cu). Estas variáveis térmicas foram confrontadas com as previsões teóricas de um modelo numérico de solidificação e em seguida correlacionadas com os parâmetros microestruturais experimentais (espaçamentos dendríticos primários e secundários). Dessa forma, foram determinadas equações experimentais de crescimento para a solidificação descendente. As previsões teóricas de modelos de crescimento dendrítico representativos da literatura foram conftontadas com os resultados experimentais. Realizou-se também uma análise comparativa destes espaçamentos dendríticos com resultados obtidos para solidificação vertical ascendente de ligas de mesma composição / Abstract: The dendritic spacings are important microstructural parameters, involved in solidification processes. They can affect not only microsegregation profiles but also the formation of secondary phases within interdendritic regions, which influences mechanical properties of cast structures. A small number of studies have been carried out in order to analyze the effects of melt convection within the interdendritic region or to verify the influence of growth direction on dendritic arm spacings. In this work, an experimental set-up of downward solidification with a stainless steel mold, having an internal diameter of 56mm, height 150mm and wall thickness of 10mm, was used. The upper part of the split mold was closed with a water-cooling chamber made of stainless steel, with a wall thickness of 3 mm. Besides, a combined theoretical and experimental approach is developed to quantitatively determine solidification thermal variables such as: transient metallmold heat transfer coefficient, tip growth rate, thermal gradient, tip cooling rate and local solidification time during downward transient solidification of hypoeutectic AI-Cu alloys solidified downwards (Al-3wt%Cu, Al-5wt%Cu and Al-8wt%Cu). These solidification thermal variables are correlated with dendritic spacings (primary and secondary spacings), which have been measured along cross and longitudinal sections of ingots solidified under downward transient heat flow conditions. Predictive theoretical models for dendritic spacings have been compared with experimental observations. A comparison between upward and downward unsteady-state results for dendritic spacings has also been conducted. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:19:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_FrancioniGomes_M.pdf: 4724053 bytes, checksum: 96f025d7f0e3e288c1b9b2379de497e9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo avaliar a viabilidade técnica da fabricação e utilização do componente de motor (espaçador do ventilador) empregando tecnologia de materiais celulares. Foi empregado processo de tixoinfiltração em pré-formas pós-removíveis de NaCl em estado livre, tendo como matéria prima a mesma liga A356.0 da peça atual (fabricada por fundição convencional). Foi projetada e construída uma nova matriz metálica para se adaptar ao novo tipo de processo. Foram analisados parâmetros de processo como a granulometria do agente bloqueador (NaCl), a proporção da liga e do agente bloqueador e a distribuição de massa do alumínio disposto na matriz. Análises da qualidade dos componentes porosos e dos benefícios na manufatura demonstraram que o processo de tixoinfiltração é tecnicamente viável, com a obtenção de produtos com peso da ordem de 50% do peso do produto convencional, e dimensões finais adequadas, eliminando processos de usinagem e reduzindo tempo de fabricação do componente. Testes de montagem e funcional demonstraram bom desempenho quando submetido às condições de compressão exercidas na montagem e em teste preliminar em motor em funcionamento. Conclui-se que o processo é viável, que produtos mais leves podem ser obtidos em menor tempo de fabricação, mas ajustes visando maior resistência à compressão são necessários e servem como sugestão para futuros estudos / Abstract: This study aims to evaluate the feasibility of the manufacturing and utilization of an engine component (spacer fan) produced by cellular materials technology. The process used was thixoinfiltration of the alloy A356.0 into pre-forms of loose NaCl particles. This alloy is currently used for the production of the conventional cast parts. It was design and built a new metallic tooling to fit the new process. Process parameters were analyzed as the particle size of the space holder (NaCl), the ratio of metal/space holder weight content and the alloy mass distribution inside the metallic tooling. Analysis of the quality of porous parts produced and the benefits in the new process for their manufacture showed that the thixoinfiltration process is technically feasible, resulting products with 50% lowest weight if compared with current cast part and with near net shape, eliminating machining operations and reducing the manufacturing time. Assembly and functional tests showed good performance of the porous part when submitted to conditions of compression, due to assembly and preliminary engine running test. It is possible to conclude that the thixoinfiltration process is feasible, lighter products with reduced manufactuing time can be obtained, but further process adjustments to aim compression resistance are necessary and it is left here as a suggestion for future studies / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Eugênio José Zoqui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campo_KaioNiitsu_M.pdf: 7361224 bytes, checksum: c6570a6666ed0e98563f7345bc5c6734 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho investigou o uso da extrusão em canal angular (ECA) na produção de matéria-prima para tixoconformação visando à obtenção de uma rota simples e eficiente na formação de microestruturas globulares. Para tanto, uma liga de alumínio A356 foi submetida a um único passe ECA e, em seguida, reaquecida ao estado semissólido a 580°C. Dessa forma, pôde-se determinar a evolução morfológica e os mecanismos envolvidos na formação da pasta metálica, a influência do tratamento isotérmico na evolução microestrutural no estado semissólido, o comportamento de deformação durante a compressão a quente e o comportamento mecânico em tração do material tixoconformado. Os resultados indicaram que apenas um passe ECA foi suficiente para gerar uma pasta metálica refinada e globular apenas com o reaquecimento da matéria-prima. O engrossamento da microestrutura durante o tratamento isotérmico foi controlado principalmente pelo mecanismo de Ostwald ripening, fato comprovado pelo baixo valor da constante taxa de engrossamento K, o que mostrou a estabilidade dessa pasta no estado semissólido. As amostras exibiram comportamento tixotrópico típico com baixos valores de viscosidade aparente, na faixa de 10^2 a 10^3 Pa.s para as taxas de cisalhamento testadas. Por fim, as amostras tixoconformadas apresentaram valores de ductilidade e resistência à tração superiores aos das amostras fundidas e deformadas por um passe ECA / Abstract: This work investigated the use of equal channel angular pressing (ECAP) for the production of raw materials for thixoforming in order to obtain a simple and efficient processing route to generate globular microstructures. Therefore, an A356 aluminum alloy was processed by one ECAP pass, and then reheated to the semisolid state up to 580°C. Thus, it was possible to determine the morphological evolution and mechanisms involved in the formation of the semisolid slurry, the influence of isothermal treatment on microstructural evolution in the semisolid state, the deformation behavior during hot compression tests and the tensile properties of the thixoformed material. The results indicated that a single ECAP pass was sufficient to promote a refined and globular semisolid slurry. Microstructure coarsening during the isothermal treatment was mainly controlled by Ostwald ripening, which was verified by the low rate constant K, showing the stability of the reheated material in the semisolid state. The samples exhibited typical thixotropic behavior with low apparent viscosity ranging from 10^2 to 10^3 Pa.s over the applied shear rates. Finally, the thixoformed samples exhibited values of ductility and tensile strength superior to the as-cast and ECAPed samples / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Noé Cheung / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_JonasDias_M.pdf: 8725613 bytes, checksum: 4224f8e05e9dbca09ceebfbb4e419859 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Diversas aplicações industriais, tais como aquelas típicas dos setores automotivo e aeronáutico, que necessitam de resistência mecânica, utilizam ligas do sistema Al-Cu. As ligas do sistema ternário Al-Cu-Ag são empregadas como modelo para o estudo de ligas eutéticas ternárias, além do uso em certo número de aplicações técnicas, como a soldagem em alta temperatura de Al com liga Ag-Cu. Entretanto, não consta na literatura o estudo dos efeitos, em ligas do sistema Al-Cu solidificadas em regime transitório, nos parâmetros microestruturais e nas propriedades mecânicas em decorrência da adição de Ag. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho consiste na investigação dos efeitos da adição de 4%Ag nos parâmetros de solidificação: velocidade de crescimento (VL) e taxa de resfriamento (?), na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga Al-4%Cu solidificada unidirecionalmente no sentido vertical ascendente em regime transitório. São apresentadas leis experimentais para as ligas Al-4%Cu e Al-4%Cu-4%Ag que correlacionam os espaçamentos dendríticos primário (?1), secundário (?2) e terciário (?3) com VL e ?. Foram realizadas análises de difração de raios-X para a caracterização das fases cristalinas presentes na microestrutura das ligas. O difratograma da liga binária detectou a presença dos intermetálicos ?-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 e Al6Fe e, para o caso da liga ternária, adicionalmente foi detectado o intermetálico ?-Ag3Al. Composições químicas de regiões do contorno da dendrita, assim como de seu interior, foram obtidas com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva. Diversas posições ao longo do lingote foram analisadas através da técnica de fluorescência de raios-X com objetivo de determinar o perfil de macrosegregação. Constatou-se que a microdureza não é influenciada pela variação tanto em ?1 quanto em ?2 da liga Al-4%Cu. Os intermetálicos ?-Ag2Al e ?-Ag3Al são responsáveis pelo aumento de dureza devido a sua interação com ?3 e outros intermetálicos. Observou-se que a liga Al-4%Cu-4%Ag apresentou limite de resistência à tração (?u), limite de escoamento (?e) e alongamento específico (?) superiores aos da liga Al-4%Cu / Abstract: Al-Cu alloys are used in several industrial applications, such as automotive and aerospace manufacturing, which demand mechanical strength performance. The Al-Cu-Ag ternary alloy system has been investigated to obtain a better understanding on ternary eutectic alloys besides its inherent applications, such as the high temperature soldering of Al with Ag-Cu alloy. However, studies concerning the effects on microstructure and hardness due to Ag addition on Al-Cu alloys solidified under transient conditions, are not found in literature. In this sense, the main objective of this work consists of investigating the solidification parameters such as growth (VL) and cooling (?) rate, microstructure and mechanical properties regarding the effects of adding 4wt% Ag on a Al-4wt%Cu alloy directionally solidified vertically upwards under unsteady-state solidification conditions. Experimental growth laws correlating the primary (?1), secondary (?2) and tertiary (?3) dendritic spacings with VL and ? are proposed for Al-4wt%Cu and Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloys. X-ray diffraction analyses were performed in order to determine the crystalline phases present in the alloys microstructure. The diffractogram of the binary alloy detected the presence of ?-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 and Al6Fe intermetallics and, for the case of the ternary alloy, the ?-Ag3Al intermetallic was detected too. Chemical compositions at the boundary regions of the dendrite, as also inside the dendrite, were obtained using a scanning electron microscope connected to an energy-dispersive spectrometer system. Several positions along the ingot were analyzed through the X-ray fluorescence technique permitting the determination of macrosegregation profile. It is shown that the microhardness is not influenced by the variation in ?1 as well as in ?2 of the Al-Cu alloy. The ?-Ag2Al and ?-Ag3Al intermetallics are responsible for the hardness increase due to the interaction with ?3 and other intermetallics. It was observed that the Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloy exhibited yield (?e), ultimate tensile strength (?u) and elongation (?) superior to the Al-4wt%Cu ones / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Filmes de Carbono Tipo Diamante (DLC) foram preparados por técnica de eletrodeposição sobre ligas de alumínio AA2024-T3 utilizando etanol. A eletrólise do etanol ocorreu sob tensão constante de 1200 V ou 800 V, feita por 3, 8 e 24 h. Os filmes DLC foram caracterizados por espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoemissão de raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os filmes DLC eletrodepositados são compostos por grãos pequenos e compactos e parecem ser uniformes, suaves e homogêneos com uma estrutura influenciada pelo tempo e tensão aplicada. Os espectros XPS dos filmes preparados indicaram que o carbono e o oxigênio são os principais constituintes. Os espectros Raman dos filmes mostraram a presença de dois picos localizados em 1373 e 1574 cm-1, relativos aos picos D e G, com proporção das alturas dos picos ID/IG de 0,71, o que confirmaram a formação do filme DLC. Esses espectros confirmaram a natureza amorfa de todos os filmes DLC depositados. O comportamento eletroquímico mostra uma tendência de bloqueio dos poros com aumento do tempo de imersão (1h até 30 dias) em solução de NaCl 0,05 molL-1 na película DLC (eletrodepositada a 1200V em 24 horas), o que mostra uma pseudoresistência devido aos produtos de corrosão nos poros do filme DLC. / Diamond-like carbon (DLC) films were prepared by electrodeposition technique on AA2024-T3 aluminum alloy in ethanol. Electrolysis of ethanol under constant voltage of 1200 V or 800 V is made by 3, 8 and 24 h. The DLC films were characterized by Raman spectroscopy, X-ray photoemission spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (MEV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The electrodeposited DLC films composed of small and compact grains and seem to be uniform, smooth and homogeneous with a structure influenced by the time and voltage applied. The XPS spectra of the prepared films indicated that carbon and oxygen are their main composition. Raman spectra of films showed the presence of two peaks located at 1373 and 1574 cm -1related to the D and G peaks, and they have the proportion of peak heights ID/IG equal to 0,71, which confirmed the formation of DLC film. These spectra confirmed the amorphous nature of all deposited DLC films. The electrochemical behavior shows a character of pores blockage with increase of immersion time (1h until 30 days) in 0,05 molL-1 NaCl solution of DLC film (electrodeposited at 1200 V by 24 hours) which shows a pseudo resistance due to corrosion products into pores of DLC film.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The main objective of the present work is to study the effect of the input variables: mechanical properties of the workpiece (tensile strength, hardness and elongation) and cutting conditions (cutting speed, feed rate, depth of cut and lubri-cooling system) over the output variables: cutting forces, power consumption, cutting temperature, surface roughness (Ra, Rz and Rq parameters) and toolholder vibration in turning of aluminum alloys: 1350-O, 6082-T4, 6262-T6,7075-T73 e 7075-T6. This set of alloys covers a large range of properties of the aluminum alloys. A 2k factorial planning and a Central Composite Design (CCD) were used to determine the machining test conditions. After ANOVA and Regression analysis of the results, 2nd order models were generated, relating the input and the output variables for each aluminum alloy and also globally (considering the properties of the alloys). Surface Response Method SRM, level curves and gradient vector generated after the models were used to present and analyze the influence of the input variables and their interactions on the output parameters. Validated models used in a multi-response optimization process (genetic algorithm) identified the levels of the input variables that simultaneously optimize all the output parameters. The most important contribution of this work on the machining of aluminum alloys lies on its efficiency of describing the behavior of each machining characteristic (output variable) as a function of the input variable interactions within the range studied. Many researches on machining of aluminum alloys describe, in an isolated form, the behavior of the machining characteristics (output parameters) as functions of a few or only one factor, limiting the conclusions about the machinability of these alloys. In the present work it was observed that generally the machining output parameters varied individually according to the literature, however, new behavior, due to the interaction of the input variables, so far not described by previous work was presented. / Este trabalho objetiva estudar o efeito das variáveis de entrada: propriedades mecânicas da peça (resistência mecânica, dureza e alongamento) e condições de corte (velocidade de corte, avanço, profundidade de corte e sistema de lubri-refrigeração) sobre as variáveis de saída (respostas): forças de usinagem; potência de usinagem; temperatura de corte; parâmetros de rugosidade: Ra, Rz e Rq e vibração do suporte da ferramenta no torneamento das ligas de alumínio: 1350-O, 6082-T4, 6262-T6, 7075-T73 e 7075-T6. Estas ligas cobrem uma larga faixa de propriedades das ligas de alumínio. Para este estudo foi utilizado o planejamento fatorial 2k completo e o planejamento composto central (PCC), para determinar as condições de ensaios de usinagem. A partir de análise de variância e de regressão dos resultados foram gerados modelos de 2ª ordem, relacionando, em cada liga de alumínio, e também de forma global (considerando as propriedades das ligas), as respostas com as entradas. Superfícies de respostas, curvas de níveis e vetor gradiente gerados a partir desses modelos foram utilizados para apresentar e analisar as influências das entradas, por interação entre fatores, sobre as respostas. Modelos validados foram utilizados em um processo de otimização multiresposta (algoritmo genético), que identificou os níveis das entradas que otimizassem, simultaneamente, todas as respostas. A grande contribuição deste trabalho, relacionado com a usinabilidade das ligas de alumínio, repousa em sua capacidade de descrever o comportamento da característica de usinabilidade (resposta) em função das interações das entradas em sua região de variação. Muitas pesquisas envolvendo a usinagem das ligas de alumínio descrevem de forma isolada o comportamento das características de usinabilidade em função de alguns fatores ou apenas um único fator, o que limita grandemente as conclusões sobre a variação das características de usinabilidade. Neste trabalho se observou, de maneira geral, que as características de usinabilidade variaram de forma isolada com os fatores, de acordo com o registrado na literatura, mas novos comportamentos das características de usinabilidade, ainda não descritos na literatura, devido à interação entre fatores foram presenciados. / Doutor em Engenharia Mecânica

Tendo em conta os constantes problemas que apresentasse com os processos de corrosão, o presente trabalho de pesquisa tem como foco principal a alteração nas propriedades de superfície das ligas de alumínio empregadas nas aeronaves, AA2024 e AA7075, utilizando mono e bicamadas baseadas de octadecil-trimetóxi-silano (ODTMS) + poli(anilina-co-3-aminobenzoico/PAni3ABA) a fim de encontrar melhores condições para a redução da corrosão puntiformes. Posteriormente, avalia-se as características protetoras dos filmes através de testes de corrosão, como potencial de circuito aberto, curvas de polarização anódica e espectroscopia de impedância eletroquímica visando a caracterização do comportamento eletroquímico das amostras. Também foram realizadas análises de microscopia óptica para verificar a eficiência de proteção contra a corrosão dos revestimentos propostos antes e após os ensaios de corrosão. Os resultados obtidos demonstram que as camadas utilizadas melhoram a resistência contra a corrosão na seguinte ordem: PAni3ABA > ODTMS + PAni3ABA > ODTMS, sendo a primeira a que apresentou os melhores resultados como maiores deslocamentos do Ecorr para valores mais positivos, diminuição da icorr e menor número de pontos de corrosão após a realização das curvas de polarização. Além de testes de aderência para os filmes também foram efetuadas caracterizações das ligas por MEV. / Taking into account the constant problems that presents with corrosion processes, this research work has focused primarily on the change in surface properties of aluminum alloys used in aircraft, AA2024 and AA7075, with mono and bilayers using as a base octadecyl trimethoxy silane (ODTMS) + poly (aniline-co-3-aminobenzoic / PAni3ABA) to find optimum conditions for reducing corrosion punctiform. Later, it evaluates the protective features of the films through corrosion tests such as open circuit potential, anodic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy in order to characterize the electrochemical behavior of the samples. They were also carried out optical microscopy analysis to verify the efficiency of protection against corrosion of the coatings proposed before and after corrosion testing. The results obtained show that the layers used improve corrosion resistance in the following order: PAni3ABA> ODTMS + PAni3ABA> ODTMS, the first being the one that presented the best results as larger shifts towards more positive values, reduced and fewer corrosion points after performing the polarization curves. In addition to compliance tests for the films were also made characterizations of alloys by SEM.