Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1970.pdf: 9343472 bytes, checksum: 7a263999a493f38c86bf0c9b95df0c2f (MD5) Previous issue date: 2008-08-07 / Universidade Federal de Minas Gerais / The goal of this doctoral thesis was to contribute to the technology of amorphous metals production with dimensions of the order of millimeters or centimeters through the process of spray forming for the ternary Fe66B30Nb4 alloy. First the alloy has been rapidly solidified by "melt-spinning" to produce ribbons and by its comparison with those data from the literature, confirm the adequacy of the procedures used. Then the alloy has been processed by spray forming with the changing of processing parameters for increasing the fraction of solid particles in the deposition. The characterization of both the overspray powders and the deposits have been performed by combination of X-ray diffratometry XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission (MET) with microanalyses by dispersion of X-ray energy (EDS) and also differential scanning calorimetry (DSC). Mechanical properties were evaluated by testing the hardness and compression resistance. The formation of only 35% of amorphous volume fraction of particles in the size range of 5-20 μ m in diameter indicates that the heterogeneous nucleation have been present in the overspray powder solidification and therefore leading to an increasing of the critical cooling rate necessary to suppress the crystallization process. The deposition under high volume fraction of already fully solidified particles fraction observed in the peripheral area of the atomization cone was not enough to guarantee the formation of bulk amorphous parts which has been confirmed in the peripheral area with 0.5 mm in thickness of the deposit, where the formation of amorphous phase reached only 10.6%. Considering that the literature reported 1,5 mm thick fully amorphous sample, here, as in the case of powders, the heterogeneous nucleation has been present. The production of deposit with high amount of amorphous structure needs a spray forming equipment capable of a high ratio G/M and that the whole process can be performed under controlled inert atmosphere. / O trabalho de tese de doutorado buscou contribuir com a busca pela produção de metais amorfos com dimensões da ordem de milímetros ou mesmo centímetros através do processamento de conformação por spray para a liga ternária Fe66B30Nb4. Primeiramente a liga foi processada através da técnica de solidificação rápida de melt-spinning para produção de fitas e uma vez confirmada a adequação dos procedimentos usados para a preparação da liga por comparação com os dados da literatura, a liga foi processada com a variação de parâmetros visando o aumento da fração de partículas sólidas no processo de deposição no equipamento de conformação por spray do Laboratório de Fundição do DEMa-UFSCar. A caracterização dos pós overspray e dos depósitos foi feita através de difratometria de raios-X (DRX), por microscopia eletronica de varredura (MEV) e de transmissão (MET) em conjunto com microanálise por dispersão de energia de raios-X (EDS) e por calorimetria diferencial de varredura (DSC). Propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de dureza e compressão. A formação de somente 35% de fração amorfa mesmo em partículas da faixa granulométrica de 5-20µm de diâmetro indica que o pó overspray sofreu nucleação heterogênea que presente no processo, eleva a taxa critica de resfriamento para a supressão do processo de cristalização. A presença de alta fração de partículas solidificadas, na região periférica do cone de atomização não foi suficiente para a completa amorfização das partículas, fato esse confirmado na região com 0,5 mm de espessura do depósito, onde a formação de material amorfo alcançou apenas 10,6%, indicando, como no caso dos pós, que ocorreu nucleação heterogênea, pois a literatura reporta 1,5 mm de espessura para essa liga. A obtenção de deposito com estrutura amorfa necessita de um sistema de conformação por spray que possibilite uma alta razão G/M e que todo o processo aconteça em atmosfera controlada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6341.pdf: 7602740 bytes, checksum: fec817279e952ea68e2131f1d4d86d90 (MD5) Previous issue date: 2014-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The objective of this study was to evaluate the microstructure and the mechanical properties of hot extruded bars and cold rotary swaging wires of an AA7050 alloy. The ingot for the mechanical conformation operations was obtained by spray forming using machining chips from an aircraft manufacturer as raw material. The microstructural characterization of the final and intermediaries products (deposit and extruded bar) was performed by optical microscopy and scanning electron microscopy; the mechanical characterization was done by tensile tests. The deposit obtained by spray deposition was submitted to hot compression tests with the aim to obtain the parameters of a constitutive equation for predict the hot deformation behavior in two different conditions homogenized and without any treatment. The process route adopted showed to be effective to eliminate the porosity produced by the spray process, and also to refine the microstructure, resulting in mechanical properties meeting the requirements of the standard of this alloy for aircraft applications. The extruded bar and the rotary swaged wires presented both slant and cup-cone fracture, being this phenomena kept after the age treatment in the extruded products, which was attributed to the occurrence of preferential crystalline orientation of the grains during extrusion. This preferential orientation was not removed during the solution heat treatment before aging; on the other hand, the wires were completely recrystallized during solution heat treatment and this phenomenon has disappeared. Hot compression tests were performed with the aim of describe constitutive equations of the material behavior in both conditions previously to conformation (homogenized and without previously homogenization treatment). The hot compression test reveals distinct behaviors of dynamic recovering/hardening during the tests. / O objetivo deste trabalho foi o de avaliar a microestrutura e as propriedades mecânicas de barras extrudadas a quente e forjadas rotativamente a frio de uma liga AA7050. O lingote para as operações de conformação mecânica foi produzido por conformação por spray a partir de sucata proveniente da usinagem de componentes aeronáuticos. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura, a caracterização mecânica foi realizada por meio de ensaios de tração. O depósito obtido na conformação por spray foi submetido a ensaios de compressão a quente a fim de se obter equações constitutivas do comportamento do material sob deformação a quente, em duas condições iniciais (homogeneizado e como obtido). A rota de processamento adotada mostrou-se efetiva no fechamento dos poros inerentes ao processo de conformação por spray e no refino da microestrutura obtida, o que resultou em propriedades mecânicas atendendo aos requisitos de norma dessa liga para aplicação aeronáutica. O produto extrudado e os fios forjados apresentaram nos ensaios de tração fraturas tanto slant como uma mistura slant e taça cone, tendo este fenômeno continuado presente após envelhecimento nos produtos extrudados, o que foi atribuído à ocorrência de textura cristalográfica oriunda da extrusão, a qual não foi desfeita por recristalização durante tratamento térmico de homogeneização/solubilização; no caso dos arames os mesmos foram completamente recristalizados e o fenômeno desapareceu. Ensaios de compressão a quente foram realizados com o intuito de se descrever equações constitutivas do comportamento do material em ambas as condições prévias à conformação (homogeneizado e sem homogeneização prévia). Os ensaios de compressão revelaram comportamentos de amaciamento/endurecimento dinâmicos distintos durante os mesmos.