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Estudo de durabilidade de pinturas \"frias\" e convencionais expostas ao envelhecimento natural. / Study of the durability of \"cool\" and convenctional paints exposed to natural aging.Silva, Isabela Libório Martins da 09 December 2016 (has links)
O uso de pinturas \"frias\", em coberturas e fachadas, é uma estratégia utilizada para melhorar a sensação térmica dos usuários por meio do aumento desempenho térmico das edificações, potencializar a eficiência energética e mitigar ilhas de calor. Por outro lado, a exposição ao longo do tempo pode alterar a capacidade refletiva dessas superfícies, devido à deposição de sujidades e crescimento microbiológico. Esse estudo tem o objetivo de avaliar a manutenção da capacidade refletiva, a alteração da cor, do aspecto e da emissividade de pinturas expostas por três anos ao envelhecimento natural. Para esse estudo foram produzidos, em laboratório, dois grupos de tintas tipo premium, para uso em superfícies externas de fachadas e coberturas, com dois acabamentos: acetinado (PVC 30%) e fosco (PVC 50%), nas cores: branco, cinza, amarelo e marrom, que são cores usualmente utilizadas em fachadas e coberturas no Brasil. Um grupo é composto por tintas convencionais, formuladas com pigmentos inorgânicos naturais e orgânicos. O outro grupo é composto por tintas formuladas com pigmentos, com alta capacidade de refletância solar na região do infravermelho próximo, conhecidos como pigmentos \"frios\". Ainda há um terceiro grupo de tintas que foi coletado do mercado e utilizado como referência. Na exposição ao envelhecimento natural o microclima é um dos fatores determinantes no tipo de degradação da pintura, por isso esse estudo contempla os três microclimas predominantes do Estado de São Paulo: rural (Pirassununga), urbano (São Paulo) e costeiro (Ubatuba). Nesse trabalho estão sendo apresentados os resultados obtidos com três anos de exposição e já foi possível observar redução da refletância inicial, alteração de cor (diminuição do índice L luminosidade) e indícios de crescimento microbiológico. / The application of cool paints, on roofs and facades components, is a strategy to improve indoor thermal comfort for users in rooms that are not air conditioned. Increasing the thermal performance of buildings, enhance thermal efficiency and mitigate urban heat island. On the other hand, the exposure of paints over time can change reflectance capability of the surface, due to dirty deposition and microbiological colonization. The objectives of this study is evaluate the level of maintenance of reflectance, emissivity, color and visual aspects of paints after three years of natural aging exposure. Two groups of \"premium\" type paints, formulation recommended for applications on facades and roofs, we prepared in laboratory. Each group of paints was produced with two sheen type, two ratios pigment to binder, gloss finish (PVC 30%) and silk finish (PVC 50%), for the colors white, yellow, grey and brown, which are the most used colors in facades and roofs in Brazil. One group, the standard paint, was produced with natural inorganic and organic pigments and the other group was produced with cool pigments, which has high solar reflectance capacity in the near-infrared spectrum. Additionally, a third group of paints was acquired from the market and used as reference data. The microclimate is one of the key factors for paint degradation by natural aging, so in this study was considered three major microclimates of São Paulo State: rural (Pirassununga City),urban (São Paulo city) and oceanic climate (Ubatuba). The present study shows the results of the paints after three years exposure, which was observed significant reduction in reflectance, color change (reduction of the luminance L index) and evidences of microbiological colonization.
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Vida útil de revestimento frio e autolimpante. / Service-life of self-cleaning cool coating.Werle, Ana Paula 15 December 2015 (has links)
Considerando aspectos relacionados ao conforto térmico nas edificações e redução da demanda de energia para resfriamento, a utilização de revestimentos frios (que refletem boa parcela da radiação solar recebida e emitem calor) no envelope construtivo pode ser uma alternativa viável para alcançar estas condições. No entanto, a sua durabilidade é o caminho crítico. O presente estudo tem o objetivo de determinar a durabilidade de revestimento multifuncional que reúne as propriedades: fria e autolimpante. Para alcançar esta meta foi formulado um revestimento cimentício monocamada, com e sem a adição de pigmento, ambos com elevada refletância solar e emissividade iniciais. Para manter a refletância ao longo do tempo foi realizada a aplicação de TiO2 anatásio aos revestimentos de duas formas, na primeira as partículas foram adicionadas à matriz cimentícia, enquanto na segunda foram aplicadas superficialmente como pós-tratamento. A exposição à radiação UV proporciona a fotoativação do anatásio que possui capacidade de oxidação da matéria orgânica e alteração do ângulo de contato entre a água e a superfície, facilitando o arraste das sujidades quando esta é molhada tornando-a autolimpante. A manutenção das propriedades frias e a permanência das partículas de TiO2 sobre a superfície foram avaliadas após 6 e 12 meses de exposição natural em estações localizadas nas cidades de Ubatuba, Pirassununga e São Paulo. Após o envelhecimento observou-se a influência determinante das características dos sítios de exposição no comportamento dos materiais. Dentre as formas de aplicação do anatásio verificou-se uma melhora sutil no desempenho dos revestimentos com adição de TiO2 à matriz cimentícia em relação à aplicação superficial do pós-tratamento. O processo de lixiviação observado em ambos os revestimentos expôs as partículas encapsuladas na argamassa com adição de TiO2, enquanto no pós-tratamento houve a remoção da camada superficial de anatásio. Por esse motivo o revestimento com adição apresentou interação com a radiação UV e material a ser degradado por mais tempo. Entretanto os resultados sugeriram que o tempo de exposição foi insuficiente para afirmar este comportamento, pois os resultados são próximos entre si. / Considering aspects related to the indoor thermal comfort in buildings and reducing energy demand for cooling, the use of cool coatings (have high reflectance and emittance of solar radiation) can be a reasonable alternative to achieve these conditions. However, its durability is the critical path. This study aims to measure the durability of multifunctional coating that combines cool and self-cleaning properties. To attain this goal a single-layer cement coating was formulated, with and without pigment added, both with high initial reflectance and emissivity. To maintain these properties over time a coating of TiO2 in crystalline form of anatase was applied to the coating in two ways: in the first way, the particles were mixed to the cementitious layer, and in the second, they were applied superficially as a post-treatment layer. The exposure to UV radiation provides the photoactivation of anatase, activating the oxidation of organic matter and altering the contact angle between water and surface, facilitating the drag of dirt when wet making it self-cleaning. The performance of cool properties and the permanence of TiO2 particles on the surface were evaluated at 6 and 12 months of natural exposure in Ubatuba, Pirassununga and São Paulo. After aging the determinant influence of the sites\' exposure characteristics in the materials performances was observed. A small tendency of improved performance with TiO2 added to the cement layer was verified. In addition, it was noted that these coatings presented higher durability in comparison to the post-treatment layer due to the leaching process, which exposes encapsulated particles in the cementitious mix, providing longer interaction with UV radiation and the organic matter to be degraded. On the other hand leaching caused the partial removal of anatase in the post-treated surfaces. Despite better performance of the TiO2 added coating, the exposure time was insufficient to affirm this behavior because the results are too close to each other.
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Estudo de durabilidade de pinturas \"frias\" e convencionais expostas ao envelhecimento natural. / Study of the durability of \"cool\" and convenctional paints exposed to natural aging.Isabela Libório Martins da Silva 09 December 2016 (has links)
O uso de pinturas \"frias\", em coberturas e fachadas, é uma estratégia utilizada para melhorar a sensação térmica dos usuários por meio do aumento desempenho térmico das edificações, potencializar a eficiência energética e mitigar ilhas de calor. Por outro lado, a exposição ao longo do tempo pode alterar a capacidade refletiva dessas superfícies, devido à deposição de sujidades e crescimento microbiológico. Esse estudo tem o objetivo de avaliar a manutenção da capacidade refletiva, a alteração da cor, do aspecto e da emissividade de pinturas expostas por três anos ao envelhecimento natural. Para esse estudo foram produzidos, em laboratório, dois grupos de tintas tipo premium, para uso em superfícies externas de fachadas e coberturas, com dois acabamentos: acetinado (PVC 30%) e fosco (PVC 50%), nas cores: branco, cinza, amarelo e marrom, que são cores usualmente utilizadas em fachadas e coberturas no Brasil. Um grupo é composto por tintas convencionais, formuladas com pigmentos inorgânicos naturais e orgânicos. O outro grupo é composto por tintas formuladas com pigmentos, com alta capacidade de refletância solar na região do infravermelho próximo, conhecidos como pigmentos \"frios\". Ainda há um terceiro grupo de tintas que foi coletado do mercado e utilizado como referência. Na exposição ao envelhecimento natural o microclima é um dos fatores determinantes no tipo de degradação da pintura, por isso esse estudo contempla os três microclimas predominantes do Estado de São Paulo: rural (Pirassununga), urbano (São Paulo) e costeiro (Ubatuba). Nesse trabalho estão sendo apresentados os resultados obtidos com três anos de exposição e já foi possível observar redução da refletância inicial, alteração de cor (diminuição do índice L luminosidade) e indícios de crescimento microbiológico. / The application of cool paints, on roofs and facades components, is a strategy to improve indoor thermal comfort for users in rooms that are not air conditioned. Increasing the thermal performance of buildings, enhance thermal efficiency and mitigate urban heat island. On the other hand, the exposure of paints over time can change reflectance capability of the surface, due to dirty deposition and microbiological colonization. The objectives of this study is evaluate the level of maintenance of reflectance, emissivity, color and visual aspects of paints after three years of natural aging exposure. Two groups of \"premium\" type paints, formulation recommended for applications on facades and roofs, we prepared in laboratory. Each group of paints was produced with two sheen type, two ratios pigment to binder, gloss finish (PVC 30%) and silk finish (PVC 50%), for the colors white, yellow, grey and brown, which are the most used colors in facades and roofs in Brazil. One group, the standard paint, was produced with natural inorganic and organic pigments and the other group was produced with cool pigments, which has high solar reflectance capacity in the near-infrared spectrum. Additionally, a third group of paints was acquired from the market and used as reference data. The microclimate is one of the key factors for paint degradation by natural aging, so in this study was considered three major microclimates of São Paulo State: rural (Pirassununga City),urban (São Paulo city) and oceanic climate (Ubatuba). The present study shows the results of the paints after three years exposure, which was observed significant reduction in reflectance, color change (reduction of the luminance L index) and evidences of microbiological colonization.
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Vida útil de revestimento frio e autolimpante. / Service-life of self-cleaning cool coating.Ana Paula Werle 15 December 2015 (has links)
Considerando aspectos relacionados ao conforto térmico nas edificações e redução da demanda de energia para resfriamento, a utilização de revestimentos frios (que refletem boa parcela da radiação solar recebida e emitem calor) no envelope construtivo pode ser uma alternativa viável para alcançar estas condições. No entanto, a sua durabilidade é o caminho crítico. O presente estudo tem o objetivo de determinar a durabilidade de revestimento multifuncional que reúne as propriedades: fria e autolimpante. Para alcançar esta meta foi formulado um revestimento cimentício monocamada, com e sem a adição de pigmento, ambos com elevada refletância solar e emissividade iniciais. Para manter a refletância ao longo do tempo foi realizada a aplicação de TiO2 anatásio aos revestimentos de duas formas, na primeira as partículas foram adicionadas à matriz cimentícia, enquanto na segunda foram aplicadas superficialmente como pós-tratamento. A exposição à radiação UV proporciona a fotoativação do anatásio que possui capacidade de oxidação da matéria orgânica e alteração do ângulo de contato entre a água e a superfície, facilitando o arraste das sujidades quando esta é molhada tornando-a autolimpante. A manutenção das propriedades frias e a permanência das partículas de TiO2 sobre a superfície foram avaliadas após 6 e 12 meses de exposição natural em estações localizadas nas cidades de Ubatuba, Pirassununga e São Paulo. Após o envelhecimento observou-se a influência determinante das características dos sítios de exposição no comportamento dos materiais. Dentre as formas de aplicação do anatásio verificou-se uma melhora sutil no desempenho dos revestimentos com adição de TiO2 à matriz cimentícia em relação à aplicação superficial do pós-tratamento. O processo de lixiviação observado em ambos os revestimentos expôs as partículas encapsuladas na argamassa com adição de TiO2, enquanto no pós-tratamento houve a remoção da camada superficial de anatásio. Por esse motivo o revestimento com adição apresentou interação com a radiação UV e material a ser degradado por mais tempo. Entretanto os resultados sugeriram que o tempo de exposição foi insuficiente para afirmar este comportamento, pois os resultados são próximos entre si. / Considering aspects related to the indoor thermal comfort in buildings and reducing energy demand for cooling, the use of cool coatings (have high reflectance and emittance of solar radiation) can be a reasonable alternative to achieve these conditions. However, its durability is the critical path. This study aims to measure the durability of multifunctional coating that combines cool and self-cleaning properties. To attain this goal a single-layer cement coating was formulated, with and without pigment added, both with high initial reflectance and emissivity. To maintain these properties over time a coating of TiO2 in crystalline form of anatase was applied to the coating in two ways: in the first way, the particles were mixed to the cementitious layer, and in the second, they were applied superficially as a post-treatment layer. The exposure to UV radiation provides the photoactivation of anatase, activating the oxidation of organic matter and altering the contact angle between water and surface, facilitating the drag of dirt when wet making it self-cleaning. The performance of cool properties and the permanence of TiO2 particles on the surface were evaluated at 6 and 12 months of natural exposure in Ubatuba, Pirassununga and São Paulo. After aging the determinant influence of the sites\' exposure characteristics in the materials performances was observed. A small tendency of improved performance with TiO2 added to the cement layer was verified. In addition, it was noted that these coatings presented higher durability in comparison to the post-treatment layer due to the leaching process, which exposes encapsulated particles in the cementitious mix, providing longer interaction with UV radiation and the organic matter to be degraded. On the other hand leaching caused the partial removal of anatase in the post-treated surfaces. Despite better performance of the TiO2 added coating, the exposure time was insufficient to affirm this behavior because the results are too close to each other.
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[en] MECHANICAL BEHAVIOR AND DURABILITY ANALYSIS OF REINFORCED SAND COMPOSITES WITH CURAUÁ AND SISAL NATURAL FIBERS / [pt] ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO E DA DURABILIDADE EM COMPÓSITOS DE AREIA REFORÇADA COM FIBRAS NATURAIS DE CURAUÁ E SISALMARIANA VELA SILVEIRA 09 August 2018 (has links)
[pt] O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento e a durabilidade de solos reforçados com fibras de vegetais (sisal e curauá) aleatoriamente distribuídas, submetidos ao envelhecimento natural por exposição às condições ambientais diversas, visando mostrar o seu potencial de utilização em obras de terra. O programa experimental consistiu na realização de ensaios triaxiais convencionais em amostras de areia e areia-fibras no tempo zero (de controle) e em compósitos expostos aos agentes do ambiente externo por até 8 meses. Visando melhorar a durabilidade desses compósitos, foi avaliado também o comportamento mecânico destes com as fibras vegetais tratadas por impermeabilização superficial, com sílica coloidal e com polímero estireno butadieno. Para buscar explicar a variação nos resultados obtidos, ensaios de tração direta, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região do infravermelho e análise de perda de massa foram realizados nas fibras após cada período de exposição (0, 60, 120 e 240 dias). A análise global dos resultados permitiu identificar que os efeitos do envelhecimento natural afetaram consideravelmente o comportamento mecânico das fibras vegetais, o que consequentemente vieram a afetar o comportamento mecânico dos compósitos areia-fibra vegetal. As perdas de resistência ao cisalhamento foram mais relevantes e acentuadas nos compósitos com fibras de curauá, indicando que estas fibras, mesmo apresentando maior resistência à tração sem exposição, são mais susceptíveis à degradação em ambientes naturais do que as fibras de sisal. O tratamento superficial das fibras por impregnação com sílica coloidal resultou em melhorias no comportamento mecânico deste compósito, proporcionando também uma maior vida útil das fibras com relação à degradação. Mesmo com a perda do comportamento mecânico das fibras, após 8 meses de exposição aos agentes climáticos, estas continuaram contribuindo como elemento de reforço na matriz arenosa, visto que um dos parâmetros de resistência permaneceu maior quando comparado ao solo arenoso sem reforço. / [en] The objective of this work is to study the behavior and durability of soils reinforced with randomly distributed vegetal fibers (sisal and curauá) submitted to natural aging by their exposure to diverse environmental conditions, aiming to boost its use in earthworks. The experimental program consisted of conventional triaxial tests on sand and sand-fibers samples at zero time (sample control) and on composites exposed to agents from the external environment for up to 8 months. In order to improve the durability of these composites, it was also evaluated the mechanical behavior of these with vegetal fibers treated by surface waterproofing, with colloidal silica and styrene butadiene polymer. In order to explain the variation in the obtained results, direct tensile tests, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and mass loss analysis were performed on the fibers after each exposure period (0, 60, 120 and 240 days). The overall analysis of the results allowed to identify that the effects of natural aging had a significant effect on the mechanical behavior of the vegetable fibers, which consequently affected the mechanical behavior of the sand-fiber composites. Shear strength losses were more relevant and accentuated in composites with curauá fibers, indicating that these fibers, even with higher tensile strength without exposure, are more susceptible to degradation in natural environments than sisal fibers. Surface treatment of the fibers by impregnation with colloidal silica resulted in improvements in the mechanical behavior of this composite, also providing a longer fiber life with respect to degradation. Even with the loss of mechanical behavior of the fibers, after 8 months of exposure to the climatic agents, they continued to contribute as a reinforcing element in the sandy matrix, since one of the resistance parameters remained higher when compared to the sandy soil without reinforcement.
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ESTUDO DA LAMINAÇÃO CRIOGÊNICA E DO ENVELHECIMENTO NATURAL NA LIGA AA7050: MICROESTRUTURA E PROPRIEDADESCamilo, Danielle Cristina 10 July 2013 (has links)
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DANIELLE C CAMILO.pdf: 6225328 bytes, checksum: 7aa2969809ed8acd7663b74ba2aa6efd (MD5)
Previous issue date: 2013-07-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The emphasis of this work was to characterize the mechanical properties of aluminum alloy AA7050 subjected to cryogenic rolling and natural aging. Samples of aluminum alloy AA7050 were cryogenically rolled in four degrees of effective strain: = 0,5, = 0,9,= 1,1 and = 1,4. For each degree of deformation, the samples were naturally aged for 0 hours, 10 hours, 100 hours and 1000 hours. The analysis of the kinetics of natural aging indicated with 10 hours was achieved transform a fraction of 50%, which shows that the rate of transformation in this alloy was relatively high, requiring low energy of activation to occur. The calculated Avrami exponent was equal to 0,828 indicating that precipitation occurs in dislocations. By means of metallographic analysis evidenced a microstructural refinement, which was more intense for higher degrees of deformation. Mechanical properties were evaluated by Vickers microhardness measurements and tensile testing. The sample without deformation the hardness increase 30% in 10 hours of natural aging, reaching a stabilization from 1000 hours. For the deformed samples had an average increase in hardness from 80% after 1000 hours regardless of the degree of deformation. There was a competition between the static recovery and precipitation in the early hours of natural aging for samples more deformed (= 1,1 and = 1,4). The results also indicate that for higher degrees of deformation (= 1,1 and = 1,4) the natural aging did not affect the mechanical properties under tension significantly. On the other hand, for lower degrees of reduction, increased mechanical strength was more significant. For the initial sample, the yield strength increased 153% with 1000 hours of natural aging. A sample of ε = 0,5 and 1000 hours presented a 323% yield strength greater than as-quench sample. Furthermore, regarding all samples deformed, this condition had the highest total elongation (15%), representing an optimal combination of deformation and thermal treatment. The images of electron microscopy of the fracture surfaces revealed the occurrence of ductile fracture primarily, with plenty of dimples, for all conditions. Thermal analysis (DSC) results confirmed the high volume fraction of GP zones and η’ phase, formed in natural aging. Moreover, the deformation changed the form of DSC curves, especially at a temperature of precipitation of η' due to the increase of sites for nucleation. The EDS microanalysis, both particles in the fracture surface when the dissolved material for extraction of precipitates indicated the elements forming the phases MgZn2, Al2CuMg, Al2Cu, Al2Zn3Mg3, Mg2Si, and Al7Cu2Fe AlZnMgCu. The x-ray diffraction indicate a crystallographic texture for lower degree of reduction in the direction [110], which was associated with bimodal distribution of grain size. / A ênfase do presente trabalho foi caracterizar as propriedades mecânicas da liga de alumínio AA7050 submetida à laminação criogênica e envelhecimento natural. Amostras da liga de alumínio AA7050 foram laminadas criogenicamente em quatro graus de deformação equivalente: = 0,5; = 0,9; = 1,1 e = 1,4. Para cada grau de deformação, as amostras foram envelhecidas naturalmente por 0 hora, 10 horas, 100 horas e 1000 horas. A análise da cinética de envelhecimento natural indicou que com 10 horas de envelhecimento foi atingida uma fração transformada de 50%, o que mostra que a velocidade de transformação nessa liga é relativamente alta, exigindo baixa energia de ativação para ocorrer. O expoente de Avrami calculado foi igual a 0,828, indicando que a precipitação ocorre em discordâncias. Por meio da análise metalográfica constatou-se um refino microestrutural, o qual foi mais intenso para maiores graus de deformação. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de medidas de dureza Vickers por micro-impressão e ensaio de tração uniaxial. A amostra sem deformação aumentou sua dureza em 30% nas primeiras 10 horas de envelhecimento natural, atingindo uma estabilização a partir de 100 horas. Já as amostras deformadas tiveram um aumento médio de 80% na dureza após 1000 horas, independentemente do grau de deformação. Foi observada uma competição entre a recuperação estática e a precipitação nas primeiras horas de envelhecimento natural para as amostras mais deformadas ( = 1,1 e = 1,4). Os resultados também indicam que para maiores graus de deformação ( = 1,1 e = 1,4) o envelhecimento natural não afetou as propriedades mecânicas sob tração significativamente. Por outro lado, para menores graus de redução, o aumento da resistência mecânica foi mais significativo. Para a amostra inicial, o limite de escoamento aumentou em 153% com 1000 horas de envelhecimento natural. A amostra com ε = 0,5 e 1000 horas de envelhecimento apresentou um limite de escoamento 323% maior do que a amostra inicial, solubilizada. Além disso, em relação à todas as amostras deformadas, esta condição apresentou o maior alongamento total (15%), representando uma combinação ótima de deformação e tratamento térmico. As imagens de microscopia eletrônica das superfícies de fratura revelaram a ocorrência de fratura essencialmente dúctil, com abundância de “dimples”, para todas as condições. Os resultados de análise térmica (DSC) confirmaram a elevada fração volumétrica de zonas GP e da fase η’, formadas no envelhecimento natural. Além disso, a deformação alterou a forma das curvas de DSC, principalmente na temperatura de precipitação de η’, devido ao aumento de sítios para nucleação. As microanálises por EDS, tanto das partículas na superfície de fratura quando no material dissolvido para extração de precipitados, indicaram os elementos formadores das fases MgZn2, Al2CuMg, Al2Cu, Al2Zn3Mg3, Mg2Si, Al7Cu2Fe e AlZnMgCu. As difrações de raios x indicaram textura cristalográfica para o menor grau de redução, na direção [110], o que foi associado com a distribuição bimodal de tamanho de grão.
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Optimisation of the heat treatment cycles of CSIR semi-solid metal processed Al-7Si-Mg alloys A356/7Moller, Heinrich 17 October 2011 (has links)
Conventional casting alloys Al-7Si-Mg A356/7 contain between 6.5 and 7.5% Si, together with 0.25-0.7% Mg and are used for critical castings in the automotive and aerospace industries. These alloys are also the most popular alloys used for semi-solid metal (SSM) forming due to good castability and fluidity imparted by the large volumes of the Al-Si eutectic. Despite their industrial importance, there is a lack of detailed research work revealing precipitate micro- and nanostructural evolution during aging of these alloys compared with the Al-Mg-Si 6000 series wrought alloys. This study characterises the heat treatment response of SSM-processed Al-7Si-Mg alloys in comparison with conventionally liquid cast alloys (investment casting and gravity die casting). It is shown that, provided that the maximum quantity of the alloy’s Mg is placed into solid solution during solution treatment, and that the alloy’s Fe content is within specification, the response to age hardening of Al-7Si-Mg alloys is independent of the processing technique used. The nanostructural evolution of Al- 7Si-Mg alloys after artificial aging with and without natural pre-aging has been characterized using transmission electron microscopy and atom probe tomography and correlated with hardness and mechanical tensile properties. The number densities and Mg:Si ratios of solute clusters, GP zones and β"-needles were determined. The heat treatment response of SSM-processed casting alloys A356/7 alloys are also compared with SSM-processed Al-Mg-Si 6000 series wrought alloys, with the advantage of having similar globular microstructures. The high Si-content of the casting alloys compared to the wrought alloys offers several advantages, including a faster artificial aging response (shorter T6 aging cycles), higher strength for comparable Mg contents and less sensitivity to prior natural aging on peak strength. Finally, an age-hardening model was developed for the Al-7Si-Mg alloys, including a method of incorporating the effects of changes in Mg-content on the aging curves. / Thesis (PhD(Eng))--University of Pretoria, 2011. / Materials Science and Metallurgical Engineering / unrestricted
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Friction Stir Welding of Precipitation Strengthened Aluminum 7449 AlloysMartinez, Nelson Y 08 1900 (has links)
The Al-Zn-Mg-Cu (7XXX series) alloys are amongst the strongest aluminum available. However, they are considered unweldable with conventional fusion techniques due to the negative effects that arise with conventional welding, including hydrogen porosity, hot cracking, and stress corrosion cracking. For this reason, friction stir welding has emerged as the preferred technique to weld 7XXX series alloys. Aluminum 7449 is one of the highest strength 7XXX series aluminum alloy. This is due to its higher zinc content, which leads to a higher volume fraction of eta' precipitates. It is typically used in a slight overaged condition since it exhibits better corrosion resistance. In this work, the welds of friction stir welded aluminum 7449 were studied extensively. Specific focus was placed in the heat affected zone (HAZ) and nugget. Thermocouples were used in the heat affected zone for three different depths to obtain thermal profiles as well as cooling/heating profiles. Vicker microhardness testing, transmission electron microscope (TEM), and differential scanning calorimeter (DSC) were used to characterize the welds. Two different tempers of the alloy were used, a low overaged temper and a high overaged temper. A thorough comparison of the two different tempers was done. It was found that highly overaged aluminum 7449 tempers show better properties for friction stir welding. A heat gradient along with a high conducting plate (Cu) used at the bottom of the run, resulted in welds with two separate microstructures in the nugget. Due to the microstructure at the bottom of the nugget, higher strength than the base metal is observed. Furthermore, the effects of natural aging and artificial aging were studied to understand re-precipitation. Large improvements in strength are observed after natural aging throughout the welds, including improvements in the HAZ.
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