Lingotes de liga AA 7075 foram solidificados extensivamente, sob diferentes condições de solidificação, e obteve-se os índices de segregação (I5) dos ';mesmos através de medidas de concentração realizadas por microssonda eletrônica. Procura-se explicar a variação do índice de segregação através do super-aqu~cimento constitucional e também, em função do espaçamento dendrítico.Medidas do índice de segregaçao efetuados em lingotes hornogeneizados mostraram uma grande diminuição do mesmo após o tratamento de homogeneização. Medidas do índice de segregação em lingotes laminados mostraram que a laminação ê efetiva em prom~ver a homogeneizaçio dos lingotes. Foram levantadas curvas de concentração de saluto no sólido e verificou-se que as mesmas não seguiam nenhuma das teorias de redistribuição de soluto para ligas binárias diluídas e se aproximavam ligeiramente do modelo teórico de Pfann.

A liga AA2024-T3 é uma liga de alumínio extensivamente empregada na indústria aeronáutica, cujo segundo elemento principal da liga é o cobre. A presença de partículas intermetálicas provoca baixa resistência à corrosão por pites. Com o intuito de prevenir a corrosão, vários tratamentos de superfície têm sido avaliados, entre os quais os filmes sol-gel têm grande destaque. O objetivo deste trabalho é a obtenção, desenvolvimento e caracterização de filmes de acetato de celulose (AC) combinado com tetraetilortosilicato (TEOS) para proteção contra a corrosão da liga de alumínio AA2024-T3 em NaCl 0,05 mol L-1. Além disso, foi investigado o efeito da quantidade relativa entre AC e TEOS sobre o comportamento eletroquímico da liga metálica revestida. Diferentes inibidores de corrosão forma incorporados na matriz AC e TEOS. As propriedades anticorrosivas da liga com os filmes foram estudadas usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante sete dias de imersão no meio corrosivo. A composição química dos filmes foi determinada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), enquanto a morfologia foi examinada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Verificou-se que revestimentos obtidos a partir de soluções contendo 70% (m/m) de TEOS e 30% (m/m) de AC e 1.10-3 mol L-1 nitrato de cério propiciaram melhor a resistência à corrosão da liga AA2024 para tempos prolongados de imersão. / The aluminum alloy 2024-T3 is extensively employed in the aerospace industry and copper is the second alloying element. The presence of intermetallic particles causes low resistance to localized corrosion. In order to prevent the corrosion, several surface treatments have been evaluated, being sol-gel films the most prominent. The aim of this work is to obtain, develop and characterize films of cellulose acetate (AC) combined with tetraethylortosilicate (TEOS) for corrosion protection of aluminum alloy 2024-T3 in NaCl 0.05 mol L-1 solution. In addition, the effect of the AC and TEOS ratio on the electrochemical behavior of the coated metal surface was investigated. Different corrosion inhibitors were incorporated into the sol-gel solution. The anticorrosive properties of the alloy with the films were studied using electrochemical impedance spectroscopy in different immersion times. The chemical structure of the films was determined by infrared spectroscopy, while the morphological was examined by scanning electron microscopy. It was verified that the coatings obtained from solutions containing 70% (w/w) of TEOS, 30% (w/w) of cellulose acetate and 1.10-3 mol L-1 of cerium nitrate provided the best corrosion resistance to AA2024-T3 for prolonged immersion times.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7542_1.pdf: 2911934 bytes, checksum: 78998b306d462867774180e86413cfd6 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco / A liga de alumínio utilizada nesse estudo foi catalogada pela Aluminium Association como AA 8023, pertence ao sistema Al-Fe-Mn e possui como principal característica uma elevada resistência associada a uma boa formabilidade, sendo utilizada em aletas de radiadores automotivos e embalagens de alta resistência. Nesse contexto, o estudo da cinética de recristalização assume um papel relevante por possibilitar o controle do estado encruado em função do tempo de tratamento. O objetivo desse trabalho é determinar as cinéticas de recristalização para cada propriedade (tensão de escoamento e alongamento) para melhor entendimento da fenomenologia formabilidade א resistência. Inicialmente foram realizadas análises térmicas diferenciais - ATD para identificação dos domínios de transformação de fase da liga encruada. Em seguida diferentes amostras foram recozidas isotermicamente nas temperaturas de 310°C (pico da curva ATD), 295°C e 325°C em tempos que variaram de 5 min a 120 min. As amostras tratadas foram submetidas a ensaio de tração uniaxial, segundo a norma ASTM-E8M-89B, para levantamento das curvas propriedade versus tempo. Os valores das propriedades mecânicas (tensão de escoamento e alongamento) foram relacionados biunivocamente aos da fração transformada para determinação da cinética de recristalização. Para melhor compreensão da formabilidade א resistência, propriedades conflitantes, também foi feito um estudo do potencial de encruamento onde foram realizados ensaios de tração para determinação da tensão de escoamento para espessuras que variaram de 1,0 mm a 4,0 mm, laminadas até 80%, a uma taxa de deformação de 1,8 s-1 para produzir chapas com espessuras até 1,0mm (80%). Para análise microestrutural foi utilizada microscopia eletrônica de varredura MEV onde os efeitos da recristalização foram observados a partir das fraturas em corpos de prova submetidos a diferentes condições de tratamentos térmicos (recozimento). Os resultados mostraram que a cinética de recristalização descrita utilizando equações, obtidas indiretamente a partir das propriedades mecânicas consideradas, aproximam-se do comportamento sigmoidal proposto por Johnson-Mehl-Avrami

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / As exigências globais de materiais leves e com desempenho sustentável ampliaram a procura por inovação. Ligas e compostos à base de alumínio estão em concordância para solução dessa adversidade. O nióbio é um metal promissor para o desenvolvimento de novas tecnologias e é abundante no Brasil. O processo de metalurgia do pó foi escolhido para este trabalho, principalmente por oferecer a característica sustentável de minimizar as perdas de matéria prima na peça acabada. Estudou-se neste trabalho a influência da moagem de alta energia bem como a granulometria do nióbio, na obtenção da liga Al1,2%Nb. Os pós elementares foram caracterizados por sua morfologia e pureza, misturados nas proporções de 98,8% e 1,2%, respectivamente, em moinho planetário de bolas utilizando o parâmetro de tempo de moagem de 04, 08 e 16 horas. Verificou-se após mensuração da densidade aparente que o volume da mistura aumentou com relação ao tempo de moagem. A mistura foi compactada uniaxialmente a frio, após cálculo da densidade a verde verificou-se a diminuição do seu valor em relação ao tempo de moagem. As peças compactadas foram encaminhadas para o processo de sinterização, em atmosfera controlada de argônio por 05 horas com temperatura final de 640 °C. Após conformação, foi realizada a preparação metalográfica para posterior análises no MEV e Confocal, concluiu-se que a moagem de 04 horas proporcionou ao sinterizado maior densidade e menores irregularidades bem como o nióbio com menor granulometria. As amostras foram conduzidas para análise de DRX, averiguou-se a presença do intermetálico Al3Nb em todas as amostras sinterizadas. Através da investigação do resultado do DSC, comprovou-se aumento considerável da temperatura de fundição do sinterizado, corroborando com o entendimento de formação da liga. Considerando a técnica de microdureza Vickers comprovou-se a superioridade da técnica em produzir a liga com as mesmas características utilizando-se menor recurso em comparação com outros processos metalúrgicos. / The global requirements for lightweight materials with sustainable performance have broadened the search for innovation. Alloys and aluminum-based compounds are in agreement with this adversity. Niobium is a promising metal for the development of new technologies and is abundant in Brazil. The powder metallurgy process was chosen for this work, mainly because it offers the sustainable characteristic of minimizing the losses of raw material in the finished part. The influence of high-energy grinding as well as niobium granulometry was studied in this work to obtain the Al1,2% Nb alloy. The elementary powders were characterized by their morphology and purity, mixed in the proportions of 98.8% and 1.2%, respectively, in planetary ball mill using the milling time parameter of 04, 08 and 16 hours. It was found after measurement of the apparent density that the volume of the blend increased with respect to the milling time. The mixture was compacted uniaxially in the cold, after calculating the green density the value of the milling time was reduced. The compacted pieces were sent to the sintering process in controlled atmosphere of argon for 05 hours with final temperature of 640 ° C. After conformation, the metallographic preparation was carried out for further analysis in the MEV and Confocal, it was concluded that the grinding of 4 hours provided the sinter with higher density and smaller irregularities as well as the niobium with lower particle size. The samples were conducted for DRX analysis, the presence of the intermetallic Al3Nb was verified in all the sintered samples. Through the investigation of the results of the DSC, a considerable increase in the melting temperature of the sinter was verified, corroborating with the understanding of the formation of the alloy. Considering the Vickers microhardness technique, it was proved the superiority of the technique to produce the alloy with the same characteristics using a smaller feature in comparison with other metallurgical processes.

Estágio realizado na Zollern & Comandita / INEGI e orientado pelo Eng.º Rui Jorge Lemos Neto / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado na RECIAL - Reciclagem de Alumínios, S.A. e orientado pelo Eng.º Hélder Costa / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de mestre em Materiais e Processos de Fabrico, sob orientação do Prof. António Barbedo de Magalhães

Na tentativa de produzir componentes cada vez mais leves e seguros a industria automotiva vem continuamente atualizando seus produtos no que diz respeito à associação de materiais, uso de uniões por solda, utilização de ligas leves em substituição de ligas de aço e etc. Três são os motivos básicos para estas mudanças: aumento da segurança dos passageiros, diminuição do consumo de combustível e redução os custos de produção. As ligas de alumínio, em sua maioria desenvolvidas para uso em tecnologia aeronáutica, vêm ganhando espaço também na produção de automóveis de passeio. Um dos maiores problemas apresentados pelas ligas de alumínio é a baixa soldabilidade dificultando a produção de componentes como os conhecidos Tailor Welded Blanks (TWB). TWB consiste em unir através de solda materiais de espessura e ou propriedades mecânicas diferentes formando uma geratriz para posterior estampagem de um componente Este trabalho inova confeccionando juntas a partir de chapas de espessuras diferentes (TWB) através de soldagem por fricção e mistura mecânica (SFMM) a partir de ligas de alumínio com velocidades de soldagem convencionais (1m/min) e em altas velocidades atingindo 5 e 10m/min dependendo da liga. Duas ligas de alumínio foram utilizadas, AA5754 (não tratável termicamente) e AA6181 (tratável termicamente). Foram realizados ensaios metalográficos, perfis de microdureza, ensaios de tração. Foram realizados também ensaios para levantamento de curvas limite de conformação através de ensaios de tração em corpos de prova etalhados e ensaios de estampabilidade. Os resultados mostram que o processo SFMM é adequado para soldas de espessuras diferentes em altas velocidades. Os ensaios de microdureza não apresentam as típicas variações observadas em processos de soldagem convencional, os testes mecânicos apresentam bons resultados, especialmente paras as juntas da liga AA6181 que em ambas as condições de soldagem apresentaram valores de tensão próximos aos valores do material de base. Os testes de estampagem mostram que as juntas da liga AA5754 apresentam desempenho superior ao material de base quando conformadas, desta forma provando que essa técnica pode ser utilizada para fabricação de geratrizes para estampagem de componentes.

Uma nova tecnologia de soldagem, denominada Friction Spot Welding (FSpW) utiliza uma ferramenta rotativa especial que transfere energia térmica e mecânica ao material sendo soldado. O processo se destina à soldagem de juntas sobrepostas, primariamente para ligas leves, mas, em teoria, é aplicável a qualquer material que apresente boa plasticidade. A crescente competitividade tem motivado as indústrias à otimização de processos, o que tem levado ao uso cada vez mais expressivo de ligas leves nas indústrias automobilística e aeronáutica. Soma-se a isto a necessidade de redução do consumo de combustível em veículos, dada a crescente preocupação com as questões do meio ambiente. Estes fatores tornam o processo FSpW um grande atrativo seja na substituição ou no uso complementar de tecnologias consagradas como soldagem a ponto por resistência elétrica e a LASER (indústria automobilística) e rebitagem (indústria aeronáutica). Neste trabalho foi feito um estudo da aplicabilidade do processo FSpW para a liga de alumínio 6181-T4 que tem forte apelo na indústria automotiva. O estudo teve como objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de processo, na microestrutura, na geometria da junta e no desempenho mecânico, além de buscar a otimização do processo para a liga em estudo. Tal otimização foi feita por meio do estudo dos mecanismos de fratura das soldas sob solicitação monotônica de cisalhamento e de tração. Juntas sobrepostas foram produzidas utilizando condições de soldagem variadas, por meio de diferentes combinações de velocidade de rotação e tempo de processamento. Os resultados obtidos mostraram que soldas de alta resistência e de reprodutibilidade são possíveis com este novo processo. O botão de solda FSpW da liga 6181-T4 é constituído de três elementos (União Principal, União Secundária e Cunha). As características destes elementos, somada às transformações metalúrgicas decorrentes do processo, afetam fortemente o comportamento em fratura das juntas e, conseqüentemente, o seu desempenho mecânico. / A new welding technique referred to as Friction Spot Welding (FSpW) suitable to produce overlap joints uses a spindle to transfer mechanical and thermal energy to the material being welded. Although initially developed for lightweight alloys this welding technique is suitable to virtually any material presenting some degree of plasticity. The process has shown potential applicability to complementary use together with other well established techniques such as resistance and LASER spot welding and riveting. In this work a study of the application of the FSpW process for the automotive aluminium alloy 6181-T4 was performed. Overlap joints were produced with different welding conditions by using different combinations of tool rotation speed and welding time. The objectives were the assessment of the welding parameters on the strength, microstructure and geometry of the joints, as well as the optimization of the process. The welded joints were assessed mechanically and metallurgically aiming the investigation of the mechanisms of joint formation and the optimization of the welding parameters. The methodology used for the optimization of the welding parameters was the fracture mechanisms of the joints under shear and tension loads. The results revealed that sound welds with high strength and toughness are possible to be produced with the 6181-T4 alloy using this process. Moreover, the metallurgical investigation revealed that the spot joint is comprised by three elements: Primary Union, Secondary Union and Rim. It was found that the characteristics of these three elements in addition to the metallurgical transformations imposed to the material play a fundamental role on the fracture behaviour of the joints and thus, on its mechanical behaviour.

O uso do alumínio e de suas ligas nas indústrias aeroespacial e automobilística vem aumentado continuamente, principalmente em aplicações que demandam redução de peso com conseqüente economia de combustível. O processo de anodização do alumínio é utilizado com diversas finalidades, entre as quais o aumento da resistência à corrosão, e a anodização em eletrólitos a base de ácido sulfúrico é amplamente utilizada na prática industrial. Entretanto, este processo causa um decréscimo da vida em fadiga dos componentes quando comparada a componentes não anodizados. O objetivo fundamental deste trabalho é o de caracterizar morfológica e eletroquimicamente a camada de óxido formada durante o processo de anodização em meio sulfúrico, elucidando mecanismos que possam levar a esta diminuição da vida em fadiga de componentes anodizados. Para tanto, foi avaliada a influência de parâmetros de processo na morfologia da camada de óxido através de técnicas de microscopia eletrônica de varredura e transmissão, análise de imagens e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados obtidos mostram que a morfologia do óxido é bastante heterogênea, com formação de vazios devido à dissolução de precipitados, e que a porosidade superficial da camada de óxido e as características da interface metal/óxido dependem de determinadas condições de processo. Além disso, há formação de trincas no óxido causadas pelo processo de selagem, as quais contribuem para a redução do desempenho em fadiga dos componentes. / The use of aluminum and its alloys in both aerospace and automotive industry is continuously growing, especially when weight reduction and subsequent reduction in fuel consumption are demanded. Aluminum anodizing process is used for diverse purposes, including corrosion resistance improvements, and anodizing with electrolytes containing sulfuric acid is widely used in industrial practice. However, such process causes a reduction in fatigue life of anodized components when compared to non-anodized ones. The main objective of this work is the morphological and electrochemical characterization of the oxide layer formed during the sulfuric anodizing, elucidating the mechanisms that can lead to this decrease in fatigue life. The influence of process parameters upon oxide morphology was evaluated by means of transmission and scanning microscopy, image analysis, and electrochemical impedance spectroscopy. Obtained results show that oxide morphology is quite heterogeneous, with void formation resulting from precipitates dissolution, and that surface porosity and the metal/oxide interface characteristics depends on certain process conditions. Besides that, the sealing process causes the formation of cracks in the oxide, which contributes to the decrease in fatigue life of components.