Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-11T12:08:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InfluenciaParametrosTermicos.pdf: 3274679 bytes, checksum: 67a56351708ea6a0728c738561741289 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-08-29T17:08:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InfluenciaParametrosTermicos.pdf: 3274679 bytes, checksum: 67a56351708ea6a0728c738561741289 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-29T17:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InfluenciaParametrosTermicos.pdf: 3274679 bytes, checksum: 67a56351708ea6a0728c738561741289 (MD5) Previous issue date: 2007 / CEFET/PA - Centro Federal de Educação Tecnológica do Pará / O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo teórico/experimental sobre a influência dos parâmetros térmicos de solidificação (V L e T) na transição colunar/equiaxial das ligas Sn 5%Pb, Sn 15%Pb, Sn 20%Pb e Sn 25%Pb sob condições de solidificação unidirecional horizontal refrigerada à água. Inicialmente, são calculadas experimentalmente as velocidades da isoterma líquidus e as taxas de resfriamento das ligas em questão cujos resultados são comparados com as previsões teóricas de um modelo numérico. Em seguida, a posição da transição colunar/equiaxial é determinada por meio da análise macroestrutural assim como são avaliados os efeitos impostos por correntes convectivas devido ao efeito do soluto no comportamento da transição colunar/equiaxial das referidas ligas. Finalmente, é realizado um estudo experimental comparativo para as ligas estudadas quando solidificadas unidirecionalmente em diferentes sistemas refrigerados à água. / This work carry out a theoretical experimental study about the influence of solidification thermal parameters on the columnar to equiaxed transition of Sn 5%Pb, Sn 15%Pb, and Sn 20% Pb and Sn 25% Pb alloys during the horizontal unidirectional solidification process cooled by water which considers the solute convection effects. The tip growth rates and cooling rates have been experimentally calculated and the obtained results are compared with those of a numerical model. The columnar to equiaxed transition position is determined through the macrostructure characterization of the studied alloys. The experimental results have shown that the thermosolutal convection influences the CET occurrence. Finally, a comparative experimental study is done for the studied alloys when directionally solidified in different water-cooled systems.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-14T15:04:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_VariaveisTermicasSolidificacao.pdf: 3783156 bytes, checksum: 09439df2a825bda18e3a37c1e6addeb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-01T16:25:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_VariaveisTermicasSolidificacao.pdf: 3783156 bytes, checksum: 09439df2a825bda18e3a37c1e6addeb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T16:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_VariaveisTermicasSolidificacao.pdf: 3783156 bytes, checksum: 09439df2a825bda18e3a37c1e6addeb0 (MD5) Previous issue date: 2008 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho, é realizada uma seqüência de experimentos com ligas hipoeutéticas Al-Ni para analisar a solidificação unidirecional vertical ascendente em condições transitórias de fluxo de calor. Abordagens experimentais são desenvolvidas para a determinação quantitativa de variáveis térmicas de solidificação, tais como: tempos locais de solidificação; velocidades de deslocamento das isotermas liquidus; taxas de resfriamento à frente da isoterma liquidus e gradientes térmicos à frente da interface sólido / líquido. O trabalho analisa também a dependência dos espaçamentos dendríticos secundários em relação às variáveis térmicas de solidificação e ao teor de soluto das ligas, além de relacionar estes parâmetros com a resistência à corrosão destas ligas. Esses parâmetros dendríticos experimentais, referentes à solidificação das ligas Al - 1, 1,4 e 1,8 % Ni, não puderam ser comparados com os principais modelos teóricos de crescimento dendrítico da literatura, pois, para as ligas em estudo há uma escassez de propriedades termofísicas, impossibilitando assim esta comparação. O comportamento corrosivo é analisado pela técnica de polarização potenciodinâmica e técnica de polarização potenciodinâmica cíclica conduzidas em solução de 3,5% NaCl em temperatura ambiente, estruturas dendríticas mais grosseiras tendem a aumentar as taxas de corrosão das ligas hipoeutéticas do sistema Al-Ni. Os resultados experimentais obtidos através de ensaios de corrosão são correlacionados com a microestrutura dendrítica. Dessa forma, são determinadas tendências experimentais de crescimento dendrítico e resistência à corrosão para a solidificação unidirecional vertical ascendente. / In this research is carried out a sequence of experiments with Al-Ni hypoeutectic alloys to analyze the upward vertical directional solidification on transient conditions of heat flow. Experimental approaches were developed to quantitative the thermal variables of solidification, as follow: local time solidification; dislocation rate of liquidus isotherms, tip cooling rates and thermal gradients. This study analyzes the dendrite secondary arms spacing in relation to solidification thermal variables and to alloy composition, beyond link these parameters with corrosion resistance of these alloys. These experimental dendrite parameters, concerning to alloys solidification as Al - 1, 1,4 and 1,8%Ni, couldn’t be compared with the main theoretical model of dendrite growth by others researches, because, to alloy studied there shortage of thermophysic properties, impossible this comparison. The corrosive behavior is analyzed by potentiodynamic polarization technique and cyclic polarization technique lead into 3,5%NaCl solution on room temperature, coarse structure dendritics tend to increase the corrosion rates of Al-Ni hypoeutectic alloys. The experimental results obtained by the corrosion tests were correlated with dendrite microstructure. This way, experimental tendencies of growth dendrite were determined to upward vertical directional solidification.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5520.pdf: 15957813 bytes, checksum: 79aec06af1bae5d8465f546113e03184 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / Sn-Pb traditional solder alloys were overly utilize in electronic devices industry, since their properties and features use were adequate and well known. In the last years many restrictions and directives were and have been designed with a view to minimize or eliminate the use of this metal in the electronic industry. Thereby, several lead-free solder alloys emerged. Among these alloys, eutectic Sn-0.7wt%Cu (TE=227°C) appears as potential candidate to replace eutectic Sn-37wt%Pb alloys, because present low cost when compared with the other lead-free solder alloys. Fatigue resistance and fluidity are quite similar compared with those obtained for the traditional Sn-Pb alloys. Small alloying additions of Ni in Sn-Cu eutectics between levels 20-1000ppm Ni can improve welding properties such as good fluidity, reliability, fine degree of wetting, ensuring suitable mechanical resistance of solder joint. Thus, the main goals of present study are investigate the influence of the Ni microadditions on solidification thermal parameters (transient interfacial heat transfer coefficient - hi), eutectic growth rate v and cooling rate - Ṫ), microstructure features (dendritic and cellular spacings, λ1 and λC) and tensile properties in directionally solidified Sn-0.7wt%Cu, Sn-0.7wt%Cu-0.05wt%Ni e Sn-0.7wt%Cu-0.1wt%Ni alloys under unsteady-state conditions against AISI steel carbon 1020 water-cooled bottom part. Measurements of hi coefficient showed that Ni microadditions (500 and 1000ppm of Ni) in the eutectic Sn-0.7wt%Cu affected significantly the fluidity levels. The microstructures obtained for the Sn-0,7wt%Cu-(xNi) alloys presented eutectic colonies/cells along the casting length, with dendritic regions only on first positions close to the bottom. Small Ni additions promoted increase on ultimate tensile strength (σu) and elongation (δ), with the Sn-0.7wt%Cu-0.05wt%Ni alloy corresponding to the better combination of σu and δ, 36.6MPa and 12.1%, respectively. / As tradicionais ligas de soldagem Sn-Pb foram excessivamente utilizadas na indústria de dispositivos eletrônicos, uma vez que suas características de uso e propriedades eram adequadas e bem conhecidas. Contudo, devido aos problemas acarretados pela toxidade do Pb, várias restrições/diretrizes foram e estão sendo criadas a fim de minimizar ou eliminar o uso desse metal na indústria eletrônica. Com isso, diversas ligas de soldagem livres de Pb surgiram e dentre tais ligas, a liga eutética Sn-0,7%Cu (TE=227°C) surge com uma alternativa promissora para a substituição de ligas de solda contendo Pb, pois apresentam menor custo que as demais ligas de soldagem e propriedades como resistência à fadiga e fluidez semelhantes às obtidas para ligas do sistema Sn-Pb. Neste contexto, microadições de Ni em ligas eutéticas Sn-Cu em níveis entre 20 e 1000ppm podem trazer melhorias de propriedades de soldagem como boa fluidez, boa soldabilidade, bom grau de molhamento, garantindo adequada resistência mecânica da junta soldada. Assim, o presente estudo objetiva investigar a influência de microadições de Ni nos parâmetros térmicos de solidificação (coeficiente interfacial de transferência de calor metal/molde - hi, velocidade de solidificação - v e taxa de resfriamento - Ṫ), nas características estruturais (espaçamento intercelular e interdendrítico, λC e λ1) e nas propriedades mecânicas de tração das ligas Sn-0,7%Cu, Sn-0,7%Cu-0,05%Ni e Sn-0,7%Cu-0,1%Ni solidificadas unidirecionalmente no sentido vertical ascendente contra chapa molde de aço carbono 1020. Os valores de hi mostraram que microadições de Ni (500 e 1000ppm) em ligas eutéticas Sn-0,7%Cu afetaram consideravelmente o nível de fluidez. As microestruturas das ligas Sn-0,7%Cu-(xNi) apresentaram colônias eutéticas ao longo dos lingotes, com regiões dendríticas apenas nas posições próximas da base refrigerada. As microadições de Ni promoveram um aumento do limite de resistência à tração (σu) e do alongamento específico (δ), com a liga Sn-0,7%Cu-0,05%Ni apresentando a melhor combinação σu/δ, 36,6 MPa e 12,1%, respectivamente.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-26T17:47:35Z No. of bitstreams: 1 TeseBLS.pdf: 15809941 bytes, checksum: e94eb4f0e858901ec9568dacd81ecf51 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:28:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBLS.pdf: 15809941 bytes, checksum: e94eb4f0e858901ec9568dacd81ecf51 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:28:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBLS.pdf: 15809941 bytes, checksum: e94eb4f0e858901ec9568dacd81ecf51 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:28:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseBLS.pdf: 15809941 bytes, checksum: e94eb4f0e858901ec9568dacd81ecf51 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The present research aims to develop a theoretical/experimental analysis of the combined effects of solidification thermal parameters, Bi content and addition of ternary elements (Cu, Ag) on the final microstructure aspects and on the final mechanical resistances of directionally solidified Sn-Bi, Sn-Bi-Ag and Sn-Bi-Cu solder alloys under transient heat flow conditions. Hence, experimental interrelations between microstructure and thermal parameters and between mechanical properties and microstructure could be established. The microstructures regarding the Sn-34wt.%Bi and Sn-52wt.%Bi alloys show the presence of β-Sn dendrites with Bi precipitates on their own, being enveloped by a lamellar binary Sn-Bi eutectic. The Sn-58wt.%Bi eutectic alloy show a variety of microstructures along the length of the directionally solidified casting, which includes binary eutectic, Bi plates, Bi trifoils and fishbone eutectic. In the case of the ternary Sn-Bi-Ag and Sn-Bi-Cu chemistries, microstructures are constituted by β-Sn dendrites decorated with Bi particles, Bi-Sn eutectic and Cu6Sn5 and Ag3Sn intermetallic particles for the Cu and the Ag bearing alloys, respectively. Experimental growth laws have been derived for both dendritic (λ1, λ2, λ3) and eutectic (λfine, λcoarse) arrangements considering the following alloys: binary Sn-34wt.%Bi, Sn-52wt.%Bi e Sn-58wt.%Bi alloys and ternary Sn- 34wt.%Bi-0.1wt.%Cu, Sn-34wt.%Bi-0.7wt.%Cu e Sn-33wt.%Bi-2wt.%Ag. Considering the binary Sn-Bi, it has been observed that increasing Bi content (34wt.%-->52wt.%-->58wt.%Bi), may cause a decrease on both strength and ductility, except for the sample at P=6mm of the Sn-52wt%Bi alloy. Hall-Petch type functional correlations have been able to represent the evolution of the tensile mechanical properties for the examined Sn-Bi and Sn-Bi-X alloys. / A presente proposta objetiva desenvolver uma análise teórico/experimental sobre os efeitos combinados dos parâmetros térmicos de solidificação (velocidade de solidificação VL e taxa de resfriamento, ṪL), do teor de Bi e das adições de terceiros elementos (Cu, Ag) na microestrutura e na resistência mecânica de ligas Sn-Bi, Sn-Bi-Ag e Sn-Bi-Cu solidificadas unidirecionalmente, estabelecendo correlações experimentais do tipo microestrutura/parâmetros térmicos e microestrutura/propriedades mecânicas. As microestruturas para as ligas binárias Sn-34%Bi e Sn-52%Bi são constituídas de dendritas de Sn com precipitados de Bi em seu interior, circundadas por um eutético lamelar binário, Sn-Bi. A liga eutética Sn-58%Bi mostrou uma ampla gama de microestruturas ao longo de todo o lingote, englobando o eutético binário Sn-Bi, placas e trifoils de Bi e eutético fishbone. Quanto às ligas ternárias Sn-Bi-Cu e Sn-Bi-Ag observa-se que as microestruturas são constituídas de dendritas β-Sn “decoradas” com partículas de Bi em seu interior, circundadas por uma mistura eutética irregular (Bi+Sn) e seus respectivos compostos intermetálicos primários Cu6Sn5 e Ag3Sn, respectivamente. As leis de crescimento experimentais dendrítico (λ1, λ2, λ3) e eutético (λfino, λgrosseiro) para as ligas binárias Sn-34%Bi, Sn-52%Bi e Sn-58%Bi e para as ligas ternárias Sn-34%Bi- 0,1%Cu, Sn-34%Bi-0,7%Cu e Sn-33%Bi-2%Ag em função de V e Ṫ foram caracterizadas por equações na forma de potência com aplicação de expoentes típicos. No caso das ligas binárias Sn-Bi, foi observado que com o aumento do teor de Bi (34%-->52%-->58%Bi), tanto o limite de resistência à tração (σt) quanto o alongamento específico diminuem, com exceção dos resultados para a amostra P=6mm da liga Sn-52%Bi. Relações funcionais do tipo Hall-Petch foram capazes de descrever a variação das propriedades mecânicas de tração de ligas Sn-Bi e Sn-Bi-X.