O presente trabalho apresenta um estudo sobre o amolecimento após laminação e recozimento da AA 7075, uma liga de alumínio endurecível por precipitação . As amostras recebidas no estado T6 foram caracterizadas com auxílio das técnicas de microscopia óptica de luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X por dispersão de energia, difração de raios X, condutividade elétrica e dureza Vickers . As amostras foram então separadas em dois grupos. O primeiro sofreu um tratamento térmico de solubilização (485°C por 5 horas) enquanto o segundo foi submetido a um tratamento de superenvelhecimento (300°C por 5 horas) e, em seguida, ambos os grupos de amostras tratadas foram novamente caracterizadas pelas técnicas descritas anteriormente (exceto microscopia óptica) e laminadas a frio. Durante a etapa de laminação, constatou-se a dificuldade em causar deformação plástica na amostra solubilizada. Optou-se em conduzir o estudo com as amostras superenvelhecidas, que foram laminadas com reduções de 45%, 75% e 90% em espessura. A seguir, estas foram submetidas a tratamentos isotérmicos e isócronos com o objetivo de estudar a cinética de amolecimento das amostras deformadas a frio. As amostras superenvelhecidas e deformadas em 45% em redução de espessura, apresentaram somente indícios de início de recristalização (nas amostras tratadas a partir de 250°C por 1 hora) via EBSD, sendo que a maior parte do amolecimento pode ser explicada pelo mecanismo de recuperação. Além disso, a cinética de amolecimento das amostras recozidas nesse grupo apresentaram boa concordância com a lei logarítmica proposta por Kulhmann (1948) e (coincidentemente) também com o consolidado modelo JMAK. As amostras superenvelhecidas e deformadas em 75% e 90% apresentaram comportamento similar (isso é, principalmente recuperação) para recozimentos realizados em temperaturas de até 350°C por uma hora. Recozimentos realizados a 400°C promoveram a recristalização total das amostras desse grupo para tempos inferiores a 15 minutos. Dessa forma, não foi possível estudar a cinética de recristalização para esse segundo grupo de amostras. / This work presents a study about the softening after cold rolling and annealing of aluminium alloy AA 7075. Firstly, polarized light optical microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, electrical conductivity and Vickers hardness have been used at the starting material (T6). The samples were then separated in two groups. The former underwent a solubilization heat treatment (485°C for 5 hours) whilst the latter underwent an overaging treatment to grow up the existing precipitates (300°C for 5 hours). Both groups of treated samples were again characterized by the techniques described above (except optical microscopy). In the rolling stage, the difficulty in straining the solubilized sample and the relative ease for doing so to the overaged sample was verified. It was therefore decided to conduct the study with the samples of the second group, which were 45%, 75% and 90% rolled in thickness reduction. Then, they underwent isothermal and isochronous treatments in order to study its softening kinetics by Vickers hardness measurements, polarized light optic microscopy and EBSD. The overaged and rolled samples (45% in thickness reduction) didn\'t present evidences of recrystallization except by very few grains found via EBSD (in samples treated from 250 ° C for 1 hour). So, most of the observed softening can be explained by recovery. In addition, the softening kinetics of the annealed samples in this group showed good agreement with the logarithmic law proposed by Kulhmann (1948) and (coincidentally) also with the consolidated JMAK model. The overaged samples that underwent thickness reduction of 75% and 90% showed a similar behavior (that is, mainly recovery) for annealing at temperatures up to 350 ° C. Annealing at 400 ° C promoted total recrystallization of the samples from this group (75% and 90% in thickness reduction) in less than 15 minutes. Thus, it was not possible to study the kinetics of recrystallization for this second group of samples.

O presente trabalho apresenta um estudo sobre o amolecimento após laminação e recozimento da AA 7075, uma liga de alumínio endurecível por precipitação . As amostras recebidas no estado T6 foram caracterizadas com auxílio das técnicas de microscopia óptica de luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios X por dispersão de energia, difração de raios X, condutividade elétrica e dureza Vickers . As amostras foram então separadas em dois grupos. O primeiro sofreu um tratamento térmico de solubilização (485°C por 5 horas) enquanto o segundo foi submetido a um tratamento de superenvelhecimento (300°C por 5 horas) e, em seguida, ambos os grupos de amostras tratadas foram novamente caracterizadas pelas técnicas descritas anteriormente (exceto microscopia óptica) e laminadas a frio. Durante a etapa de laminação, constatou-se a dificuldade em causar deformação plástica na amostra solubilizada. Optou-se em conduzir o estudo com as amostras superenvelhecidas, que foram laminadas com reduções de 45%, 75% e 90% em espessura. A seguir, estas foram submetidas a tratamentos isotérmicos e isócronos com o objetivo de estudar a cinética de amolecimento das amostras deformadas a frio. As amostras superenvelhecidas e deformadas em 45% em redução de espessura, apresentaram somente indícios de início de recristalização (nas amostras tratadas a partir de 250°C por 1 hora) via EBSD, sendo que a maior parte do amolecimento pode ser explicada pelo mecanismo de recuperação. Além disso, a cinética de amolecimento das amostras recozidas nesse grupo apresentaram boa concordância com a lei logarítmica proposta por Kulhmann (1948) e (coincidentemente) também com o consolidado modelo JMAK. As amostras superenvelhecidas e deformadas em 75% e 90% apresentaram comportamento similar (isso é, principalmente recuperação) para recozimentos realizados em temperaturas de até 350°C por uma hora. Recozimentos realizados a 400°C promoveram a recristalização total das amostras desse grupo para tempos inferiores a 15 minutos. Dessa forma, não foi possível estudar a cinética de recristalização para esse segundo grupo de amostras. / This work presents a study about the softening after cold rolling and annealing of aluminium alloy AA 7075. Firstly, polarized light optical microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, electrical conductivity and Vickers hardness have been used at the starting material (T6). The samples were then separated in two groups. The former underwent a solubilization heat treatment (485°C for 5 hours) whilst the latter underwent an overaging treatment to grow up the existing precipitates (300°C for 5 hours). Both groups of treated samples were again characterized by the techniques described above (except optical microscopy). In the rolling stage, the difficulty in straining the solubilized sample and the relative ease for doing so to the overaged sample was verified. It was therefore decided to conduct the study with the samples of the second group, which were 45%, 75% and 90% rolled in thickness reduction. Then, they underwent isothermal and isochronous treatments in order to study its softening kinetics by Vickers hardness measurements, polarized light optic microscopy and EBSD. The overaged and rolled samples (45% in thickness reduction) didn\'t present evidences of recrystallization except by very few grains found via EBSD (in samples treated from 250 ° C for 1 hour). So, most of the observed softening can be explained by recovery. In addition, the softening kinetics of the annealed samples in this group showed good agreement with the logarithmic law proposed by Kulhmann (1948) and (coincidentally) also with the consolidated JMAK model. The overaged samples that underwent thickness reduction of 75% and 90% showed a similar behavior (that is, mainly recovery) for annealing at temperatures up to 350 ° C. Annealing at 400 ° C promoted total recrystallization of the samples from this group (75% and 90% in thickness reduction) in less than 15 minutes. Thus, it was not possible to study the kinetics of recrystallization for this second group of samples.

Hoje em dia na indústria automobilística há uma grande necessidade em diminuição de custos e de peso no carro e isso pode ser o diferencial na concorrência da indústria automobilística. A substituição de materiais pesados por materiais mais leves é uma tendência mundial na indústria automobilística, além disso, existe também a necessidade de diminuir as etapas de processo. O tratamento térmico é uma etapa que tem um gasto muito grande de energia consequentemente é uma etapa muito cara do processo e ligas não tratáveis termicamente pode acarretar em economia de processo. O cabeçote de motor é uma parte importante do carro e o uso é em altas temperaturas em tempos elevados, esta peça é uma peça fundida sobre pressão para motores movido a álcool ou/e gasolina e geralmente feita de liga de alumínio com tratamento térmico, este trabalho estudou uma liga de alumínio com alto teor de cobre, para isso foi necessário a caracterização da liga com envelhecimento a temperaturas de trabalho do motor e verificou-se o que acontece com as propriedades mecânicas da peça. / Nowadays, there is a huge need in reduce the costs and the weight of cars, which could be a differential in the competition of the automotive industry. The substitution of heavy materials for lighter materials is a world tendency in the automotive industry, besides that, there is a need in reduce the stages of the process. The thermal treatment is a stage that has a high cost of energy, consequently, it is the more expensive stage of the process and alloys, that cannot be treated thermally, can result in economy of process. The cylinder head is an important part of the car and it is used in high temperatures for a long period. This piece is fused on pressure for engines that use ethanol or/and gasoline, generally, it is made by aluminum alloys with thermal treatment, this project was made by the study of an aluminum alloy with high content of copper, to make it happen, was necessary the characterization of the alloy with aging to temperatures of engine\'s work, it was found what happens to the mechanics properties of the piece.

Hoje em dia na indústria automobilística há uma grande necessidade em diminuição de custos e de peso no carro e isso pode ser o diferencial na concorrência da indústria automobilística. A substituição de materiais pesados por materiais mais leves é uma tendência mundial na indústria automobilística, além disso, existe também a necessidade de diminuir as etapas de processo. O tratamento térmico é uma etapa que tem um gasto muito grande de energia consequentemente é uma etapa muito cara do processo e ligas não tratáveis termicamente pode acarretar em economia de processo. O cabeçote de motor é uma parte importante do carro e o uso é em altas temperaturas em tempos elevados, esta peça é uma peça fundida sobre pressão para motores movido a álcool ou/e gasolina e geralmente feita de liga de alumínio com tratamento térmico, este trabalho estudou uma liga de alumínio com alto teor de cobre, para isso foi necessário a caracterização da liga com envelhecimento a temperaturas de trabalho do motor e verificou-se o que acontece com as propriedades mecânicas da peça. / Nowadays, there is a huge need in reduce the costs and the weight of cars, which could be a differential in the competition of the automotive industry. The substitution of heavy materials for lighter materials is a world tendency in the automotive industry, besides that, there is a need in reduce the stages of the process. The thermal treatment is a stage that has a high cost of energy, consequently, it is the more expensive stage of the process and alloys, that cannot be treated thermally, can result in economy of process. The cylinder head is an important part of the car and it is used in high temperatures for a long period. This piece is fused on pressure for engines that use ethanol or/and gasoline, generally, it is made by aluminum alloys with thermal treatment, this project was made by the study of an aluminum alloy with high content of copper, to make it happen, was necessary the characterization of the alloy with aging to temperatures of engine\'s work, it was found what happens to the mechanics properties of the piece.

Componentes extrudados da liga de alumínio AA 7108 pertencente ao sistema Al-Zn-Mg são frequentemente utilizados na área de transporte. No presente trabalho, a microestrutura da liga 7108 foi estudada nas seguintes condições: bruta de solidificação, após homogeneização e após extrusão. Foram utilizadas as seguintes técnicas complementares de caracterização microestrutural: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microanálise por dispersão de energia acoplada ao MEV, difração de raios X, medidas de dureza Vickers e de condutividade elétrica. Após solidificação, a liga apresentou estrutura dendrítica, microssegregação e compostos intermetálicos. Após tratamento de homogeneização por cerca de 10 horas a 486ºC, ocorreu dissolução quase completa das partículas de intermetálicos e diminuição da microssegregação. Foi detectada também a presença da fase Al3(Zr,Ti), que não se dissolveu durante tratamento térmico de homogeneização de até 20 horas de duração. Durante a extrusão ocorreu recristalização com significativo refino de grão, além de formação de zona periférica de grãos grosseiros. A técnica de difração de raios X utilizando o método proposto por Williamsonn e Hall mostrou eficaz e promissora para acompanhar a homogeneização. / Extruded components of the aluminum alloy AA 7108 belonging to the Al-Zn-Mg system are often used in the transport area. In the present work, the microstructure of alloy 7108 was studied in the following conditions: after solidification, after homogenization heat treatment and after extrusion. The following complementary techniques of microstructural characterization were used: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive microanalysis coupled to SEM, X-ray diffraction, Vickers hardness measurements and electrical conductivity. After solidification, the alloy presented dendritic structure, microssegregation and intermetallic compounds. After homogenization heat treatment for about 10 hours at 486 °C, almost complete dissolution of the intermetallic particles occurred and decreased microssegregation. The presence of Al3(Zr, Ti) phase was also detected, which did not dissolve during the homogenization heat treatment of up to 20 hours. During extrusion, recrystallization occurred with significant grain refining, in addition to formation of peripheral coarse grains zone. The technique of X-ray diffraction using the method proposed by Williamsonn and Hall showed effective and promising to accompany the homogenization.

Este trabalho tem o intuito de analisar a junção realizada pelo processo de soldagem por fricção-mistura (FSW) pelo do teste de Arcan. É apresentada inicialmente uma revisão bibliográfica dos estudos já realizados nessa área e da teoria relevante. Foram realizados ensaios para avaliar a falha da junta sob carregamento multiaxial quando comparada à falha do material base. Para a realização dos ensaios utilizouse uma máquina de tração com capacidade de 50 kN. Foi projetado e construído um dispositivo de Arcan modificado, que permite a variação do ângulo com o qual a força de tração é aplicada. Os resultados práticos demonstraram as características de resistência da junção por FSW quando sujeita à forças de tração e cisalhamento. Os resultados obtidos servem como base para comparação entre junções feitas por FSW e por métodos convencionais como a utilização de rebites (prática muito comum na indústria aeronáutica). / The aim of this work is to analyze the junction made by Friction Stir Welding (FSW) using the Arcan test. Initially is presented a review of the studies carried out in this area and the relevant theory for the project. Tests were executed in order to evaluate the failure of the welding under multiaxial loading when compared to the failure of the base material. In order to execute the Arcan Tests, a tensile test machine with nominal capacity of 50 kN was used. A modified Arcan device, that allows an angle variation of the force applied, was developed and fabricated. The practical results demonstrate the FSW joint resistance characteristics when subjected to normal and shear forces. The results obtained serve as basis to compare the junctions made using FSW and conventional joint methods like rivets (very common practice in the aeronautical industry).

A redução de peso é uma questão tecnológica fundamental para a indústria aeroespacial, uma vez que diminui o consumo de combustível, resultando em redução de custos e contribuindo para a redução da emissão de gases de efeito estufa. Devido à relação favorável entre resistência mecânica e peso, as ligas de alumínio de elevada resistência mecânica contribuem favoravelmente para este aspecto. Entretanto, como estas ligas são dificilmente soldáveis pelos processos tradicionais envolvendo fusão, o procedimento de junção utilizado em aeronaves é a rebitagem, resultando em ganho de peso. O processo de soldagem por fricção (friction stir welding -FSW), desenvolvido no início dos anos noventa pelo The Welding Institute (TWI) do Reino Unido, se constituiu em um grande avanço para a soldagem das ligas de alumínio utilizadas na indústria aeroespacial, pois permite a produção de soldas mais confiáveis e virtualmente livres de defeitos. Entretanto, o aquecimento das peças e a deformação mecânica durante a FSW geram zonas com diferentes características microestruturais que, de acordo com a literatura, apresentam resistências à corrosão diferentes. Por oferecerem elevada resolução lateral, as técnicas eletroquímicas locais são úteis para elucidar as diferenças de reatividade local de eletrodos heterogêneos, como no caso de metais soldados. No presente trabalho técnicas eletroquímicas locais foram empregadas para caracterização da resistência à corrosão em meio contendo cloreto das diferentes zonas geradas pela soldagem de topo da liga de alumínio 2024-T3 por FSW, comparando-a com a exibida pelo metal base. O estudo foi complementado com a caracterização microestrutural destas regiões e também por ensaios macroscópicos de corrosão. Os resultados dos procedimentos de caracterização microestrutural confirmaram que a FSW provoca modificações na microestrutura das regiões afetadas pelo processo, principalmente no que concerne à distribuição das nanopartículas precipitadas durante o envelhecimento natural da liga. Por sua vez, os resultados dos ensaios macroscópicos de corrosão e eletroquímicos locais mostraram-se concordantes na determinação da região mais sensível à corrosão, que foi verificada como sendo as zonas termicamente afetada (Heat Affected Zone - HAZ) e termomecanicamente afetada (Thermomechanically Affected Zone - TMAZ) do lado do avanço da ferramenta de soldagem, mostrando também que as regiões afetadas pelo processo de soldagem apresentam resistência à corrosão inferior à do metal base. Através do uso da espectroscopia de impedância eletroquímica local (Local Electrochemical Impedance Spectroscopy - LEIS) foi evidenciado que o acoplamento galvânico entre as diferentes zonas geradas durante o processo de soldagem não desempenha um papel relevante na aceleração do processo corrosivo, o que está em desacordo com os resultados publicados em diversos estudos realizados com esta liga soldada por FSW. O trabalho apresenta ainda uma contribuição teórica original demonstrando que medidas de ângulo de contato e de espectroscopia de impedância eletroquímica em uma gota séssil podem ser usadas simultaneamente para a determinação da capacitância da dupla camada elétrica. As previsões do modelo teórico foram confirmadas tanto através de resultados obtidos com um sistema modelo como também em determinações realizadas nas diferentes regiões geradas pela soldagem por FSW da liga 2024-T3. / Weight reduction is a fundamental technological issue for the aerospace industry, as it decreases the fuel consumption, resulting in reduced both costs and greenhouse gases emission. Due to the favorable relation between strength and weight, high strength aluminum alloys favorably contribute to this aspect, but they remain difficult to weld by conventional processes involving fusion, and, therefore, the junction procedure used in aircraft is riveting, resulting in weight gain. The friction stir welding (FSW) process, developed in the early nineties by the \"The Welding Institute\" (TWI), United Kingdom, is a major breakthrough for the welding of aluminum alloys as it allows the production of more reliable and virtually defect-free welds. However, the heating of the parts and the mechanical deformation during FSW generate zones with different microstructures with different corrosion resistances. As they offer high lateral resolution, local electrochemical techniques are useful for elucidating differences in local reactivity of heterogeneous electrodes, as the case of welded metals. In the present work, local electrochemical techniques were employed to characterize the corrosion resistance in chloride environment of the different zones generated by butt welding the 2024-T3 aluminum alloy by FSW, and to compare this response with that displayed by the base metal. The study was complemented with the microstructural characterization of these regions and also by macroscopic corrosion tests. The results of the microstructural characterization confirmed that FSW causes changes in the microstructure of the regions affected by the process, especially with regard to the distribution of the precipitated nanoparticles during the natural aging of the alloy. The results of the macroscopic corrosion and of the local electrochemical tests showed good agreement in the determination of the most sensitive regions to corrosion, which were found to be the heat affected (HAZ) and the thermomechanically affected (TMAZ) zones of the advancing side of the weld tool. They also showed that the regions affected by the welding procedure have a lower corrosion resistance than the base metal. By using Local Electrochemical Impedance Spectroscopy (LEIS), it was shown that the galvanic coupling between the different areas generated during the welding process does not need to be taken into account in the description of the corrosion process, which is at odds with the results published in several studies of this alloy welded by FSW. The work also present an original theoretical contribution, demonstrating that contact-angle measurements and electrochemical impedance spectroscopy in a sessile drop can be used simultaneously to determine the capacity of the interface. The theoretical model predictions were confirmed by the experimental results obtained both with a model system and in the different regions generated by FSW of aluminum alloy 2024-T3.

Este projeto de pesquisa de doutoramento envolveu o tratamento superficial das ligas AA7075 e Ti6Al4V, empregando a técnica de implantação iônica por imersão em plasma (3IP ou IIIP). Foram testados 4 regimes de processos 3IP: 1) Baixas energias e temperaturas; 2) Energias e temperaturas moderadas; 3) Baixa energia e alta temperatura; 4) Energia moderada e alta temperatura. As implantações foram realizadas usando-se plasma de nitrogênio e oxigênio puros e também misturas de nitrogênio e hidrogênio e de oxigênio e argônio. O principal objetivo foi o melhoramento das propriedades superficiais destas ligas amplamente empregadas no setor aeroespacial, através da formação de camadas de AlN e TiN. Depois do experimento empregando-se 3IP da mistura de N2:H2 com energias e temperaturas moderadas, verificamos um aumento da resistência à corrosão da liga de alumínio 7075, relacionada à redução da densidade da corrente de corrosão em duas ordens de grandeza, em relação à amostra não implantada. A liga de titânio apresentou reduções da densidade da corrente passiva, em uma ordem de grandeza após os tratamentos 3IP. O melhor resultado desta liga quanto à resistência à corrosão foi obtido após os tratamentos feitos empregando energias moderadas e alta temperatura, onde observamos valores da densidade da corrente de corrosão dez vezes menores do que antes dos tratamentos. A dureza da liga Ti6Al4V aumentou consideravelmente depois dos tratamentos, apresentando o dobro do valor da dureza da liga sem tratamento, depois de grande parte dos tratamentos. O resultado mais relevante foi obtido no tratamento 3IP de nitrogênio durante 1:40 h, realizado com 12 kV a 800C onde verificou-se um aumento de mais de três vezes no valor da dureza da liga implantada. Com o aumento da dureza, as superfícies do Ti6Al4V tratadas por 3IP em alta temperatura apresentaram reduções significativas da taxa de desgaste, em torno de até 90%, e em um dos casos nem sequer foi possível medir a largura da trilha do desgaste. Ainda em relação às propriedades tribológicas, podemos verificar também a redução do coeficiente de atrito depois de todos os tratamentos realizados com energias moderadas a 800 C, com isto a liga de titânio tornou-se mais resistente ao galling. Tais resultados aumentam as possibilidades de aplicações destes materiais nos mais diversos seguimentos industriais, principalmente nos setores aeronáutico e espacial que são de nosso maior interesse.

A redução de peso é uma questão tecnológica fundamental para a indústria aeroespacial, uma vez que diminui o consumo de combustível, resultando em redução de custos e contribuindo para a redução da emissão de gases de efeito estufa. Devido à relação favorável entre resistência mecânica e peso, as ligas de alumínio de elevada resistência mecânica contribuem favoravelmente para este aspecto. Entretanto, como estas ligas são dificilmente soldáveis pelos processos tradicionais envolvendo fusão, o procedimento de junção utilizado em aeronaves é a rebitagem, resultando em ganho de peso. O processo de soldagem por fricção (friction stir welding -FSW), desenvolvido no início dos anos noventa pelo The Welding Institute (TWI) do Reino Unido, se constituiu em um grande avanço para a soldagem das ligas de alumínio utilizadas na indústria aeroespacial, pois permite a produção de soldas mais confiáveis e virtualmente livres de defeitos. Entretanto, o aquecimento das peças e a deformação mecânica durante a FSW geram zonas com diferentes características microestruturais que, de acordo com a literatura, apresentam resistências à corrosão diferentes. Por oferecerem elevada resolução lateral, as técnicas eletroquímicas locais são úteis para elucidar as diferenças de reatividade local de eletrodos heterogêneos, como no caso de metais soldados. No presente trabalho técnicas eletroquímicas locais foram empregadas para caracterização da resistência à corrosão em meio contendo cloreto das diferentes zonas geradas pela soldagem de topo da liga de alumínio 2024-T3 por FSW, comparando-a com a exibida pelo metal base. O estudo foi complementado com a caracterização microestrutural destas regiões e também por ensaios macroscópicos de corrosão. Os resultados dos procedimentos de caracterização microestrutural confirmaram que a FSW provoca modificações na microestrutura das regiões afetadas pelo processo, principalmente no que concerne à distribuição das nanopartículas precipitadas durante o envelhecimento natural da liga. Por sua vez, os resultados dos ensaios macroscópicos de corrosão e eletroquímicos locais mostraram-se concordantes na determinação da região mais sensível à corrosão, que foi verificada como sendo as zonas termicamente afetada (Heat Affected Zone - HAZ) e termomecanicamente afetada (Thermomechanically Affected Zone - TMAZ) do lado do avanço da ferramenta de soldagem, mostrando também que as regiões afetadas pelo processo de soldagem apresentam resistência à corrosão inferior à do metal base. Através do uso da espectroscopia de impedância eletroquímica local (Local Electrochemical Impedance Spectroscopy - LEIS) foi evidenciado que o acoplamento galvânico entre as diferentes zonas geradas durante o processo de soldagem não desempenha um papel relevante na aceleração do processo corrosivo, o que está em desacordo com os resultados publicados em diversos estudos realizados com esta liga soldada por FSW. O trabalho apresenta ainda uma contribuição teórica original demonstrando que medidas de ângulo de contato e de espectroscopia de impedância eletroquímica em uma gota séssil podem ser usadas simultaneamente para a determinação da capacitância da dupla camada elétrica. As previsões do modelo teórico foram confirmadas tanto através de resultados obtidos com um sistema modelo como também em determinações realizadas nas diferentes regiões geradas pela soldagem por FSW da liga 2024-T3. / Weight reduction is a fundamental technological issue for the aerospace industry, as it decreases the fuel consumption, resulting in reduced both costs and greenhouse gases emission. Due to the favorable relation between strength and weight, high strength aluminum alloys favorably contribute to this aspect, but they remain difficult to weld by conventional processes involving fusion, and, therefore, the junction procedure used in aircraft is riveting, resulting in weight gain. The friction stir welding (FSW) process, developed in the early nineties by the \"The Welding Institute\" (TWI), United Kingdom, is a major breakthrough for the welding of aluminum alloys as it allows the production of more reliable and virtually defect-free welds. However, the heating of the parts and the mechanical deformation during FSW generate zones with different microstructures with different corrosion resistances. As they offer high lateral resolution, local electrochemical techniques are useful for elucidating differences in local reactivity of heterogeneous electrodes, as the case of welded metals. In the present work, local electrochemical techniques were employed to characterize the corrosion resistance in chloride environment of the different zones generated by butt welding the 2024-T3 aluminum alloy by FSW, and to compare this response with that displayed by the base metal. The study was complemented with the microstructural characterization of these regions and also by macroscopic corrosion tests. The results of the microstructural characterization confirmed that FSW causes changes in the microstructure of the regions affected by the process, especially with regard to the distribution of the precipitated nanoparticles during the natural aging of the alloy. The results of the macroscopic corrosion and of the local electrochemical tests showed good agreement in the determination of the most sensitive regions to corrosion, which were found to be the heat affected (HAZ) and the thermomechanically affected (TMAZ) zones of the advancing side of the weld tool. They also showed that the regions affected by the welding procedure have a lower corrosion resistance than the base metal. By using Local Electrochemical Impedance Spectroscopy (LEIS), it was shown that the galvanic coupling between the different areas generated during the welding process does not need to be taken into account in the description of the corrosion process, which is at odds with the results published in several studies of this alloy welded by FSW. The work also present an original theoretical contribution, demonstrating that contact-angle measurements and electrochemical impedance spectroscopy in a sessile drop can be used simultaneously to determine the capacity of the interface. The theoretical model predictions were confirmed by the experimental results obtained both with a model system and in the different regions generated by FSW of aluminum alloy 2024-T3.

Esta tese tem por objetivo a aplicação do processamento por atrito linear na liga de titânio Ti-6Al-4V. Derivado da solda por atrito linear, é um processo recente desenvolvido na década de 90 para união de alumínio. Sua aplicação em outros tipos de materiais como aços e ligas de alto desempenho, em especial o titânio, tem interessado a industria. A metodologia utilizada nesta tese para avaliar o processamento por atrito linear, consistiu na execução de ensaios mecânicos de tração em condições mistas em chapas da liga de titânio Ti-6Al-4V. A máquina utilizada para o processamento das chapas foi um centro de usinagem CNC convencional, adaptado com dispositivos especiais. Além dos ensaios de tração em condições mistas, foram executadas medições de microdurezas nas regiões atingidas pelo processo, avaliação das microestruturas resultantes e medições de tensão residual para uma caracterização mais ampla do processo. As microestruturas na região processada são caracterizadas por uma estrutura totalmente transformada. As temperaturas de pico na região processada excederam a temperatura -transus durante o processamento e a transformação da fase + ocorreu durante a fase de resfriamento. A transformação da fase para resultou na formação de agulhas de fase nos contornos e pelo interior dos grãos da fase . Pequenas regiões com estrutura equiaxial de grãos ( globular) foram observados na zona de processamento. A abordagem dos resultados quantitativos foi feita de forma estatística, visando identificar os parâmetros de maior interação com os resultados observados. Foi identificado nesta tese que a rotação da ferramenta apresentou a maior influência nos resultados de tensão residual, microdureza e tensão de escoamento. Uma importante contribuição à modelagem da tensão de escoamento para materiais anisotrópicos é proposta, baseado em um critério de escoamento ortotrópico. Equações complementares baseadas nos testes mistos de tração e cisalhamento são propostas para modificar o modelo ortotrópico. O intuito deste modelo é indicar em que condições o material tem seu regime de escoamento atingido, podendo servir de base para simulações práticas de peças em condições similares. / This thesis aims at the application of friction stir processing (FSP) in Ti-6Al-4V titanium alloy. Derived from friction stir welding (FSW), it is a recent process developed in the 90s for aluminum joining. Its application to other types of materials such as steel and high performance alloys, in particular titanium, has interested industry. The methodology applied in this thesis to evaluate FSP, consisted in the execution of tensile test at mixed conditions to Ti-6Al-4V sheets 4. The machine used for processing the sheet was a conventional CNC milling machine, assembled with special fixture devices. In addition to tensile tests, measurements have been performed to the regions affected by the process such as evaluation of microhardness, microstructure and residual stress condition. The microstructures at the processed region are characterized by a transformed structure. The peak temperatures, in the processed region, exceeded the -transus temperature during the processing and transformation of the phase + occurred during the cooling phase. This transformation resulted in the formation of boundary and intergranular phase (Widmanstätten) at the grains. Small regions of equiaxed grain structure (globular ) were observed in the processed zone. The approach to the quantitative results was made in statistical form aiming to identify the parameters interaction with the observed results. It was identified in this thesis that the tool spinning rotation showed the highest influence on the results of residual stress, hardness and yield strength. An important contribution to the modeling of anisotropic materials yield stress is proposed based on an orthotropic yield criterion. Additional equations based on the mixed tests for tensile and shear are proposed to modify the orthotropic model. The purpose of this model is to indicate the conditions under which the material has reached its yield regime, and may be a basis for practical simulations in similar conditions.