As ligas Ti-??constituem um grupo promissor de ligas de titânio em termos de processamento, propriedades e aplicações potenciais. Além do projeto da liga em termos de composição, a obtenção de microestruturas adequadas por meio de tratamentos térmicos é necessária para otimizar o balanço entre resistência mecânica e tenacidade. O presente trabalho teve por objetivo estudar o comportamento em fadiga de alto ciclo da liga Ti-13V-11Cr-3Al, uma liga de alta resistência mecânica destinada ao emprego na indústria aeroespacial, sob duas condições de tratamento. O material foi recebido na forma de barras com 7,6 mm de diâmetro, apresentando microestrutura composta por grãos alongados e propriedades em tração combinando alto limite de resistência (1.479 MPa) e razoável ductilidade (deformação verdadeira de fratura igual a 0,217). O material foi tratado termicamente em duas condições: recozimento a vácuo a 750?C por 1 h com resfriamento lento, e tratamento flash em banho de sal a 650?C por 6 min, com posterior têmpera em água. O tratamento flash resultou em melhor combinação de resistência mecânica e ductilidade, avaliadas pelo ensaio de tração. O estudo da resistência à fadiga baseou-se na obtenção de curvas ?/N por meio de ensaios de flexão rotativa (R = -1) empregando-se corpos de prova do tipo viga em balanço. Para cada condição microestrutural, foram obtidas duas curvas ?/N, uma com amostras polidas e outra empregando-se corpos de prova com concentradores de tensão geométricos (entalhes), visando avaliar a sensibilidade ao entalhe desta liga nas duas condições microestruturais. O material submetido ao tratamento flash apresentou maior dispersão e menor resistência à fadiga, comparado ao material recozido; no entanto apresentou também menor sensibilidade ao entalhe em vidas longas (106 ciclos). O trabalho foi complementado por exames fractográficos para a identificação dos pontos de iniciação da fratura. / The Ti-??alloys are a promising group of titanium alloys in terms of processing, properties and potential applications. In order to achieve the optimum balance between strength and toughness it is necessary, besides determining a proper composition in the alloy design, to obtain suitable microstructures by means of thermo-mechanical process and heat treatment. This study aimed to assess the high cycle fatigue behavior of Ti-13V-11Cr- 3Al alloy, a high-strength alloy intended for use in the aerospace industry. The material was received in the form of bars with 7.6 mm in diameter, whose microstructure comprises elongated grains and whose mechanical properties combines high tensile strength (1,479 MPa), and reasonable ductility (true strain fracture equal to 0.217). The material was heat treated in two conditions: vacuum annealing at 750?C for 1 h with slow cooling, and flash 650?C salt bath for 6 min with subsequent water quenching. The study was based on obtaining ??/ N curves through by rotary bending (R = -1) fatigue tests employing cantilever beam specimens. For each microstructural condition, two ??/ N curves were obtained, the former with smooth samples and the latter employing specimens with geometric stress concentrators (notches), to evaluate the notch sensitivity of this alloy in both microstructural conditions. The material subjected to flash treatment showed greater dispersion and lower fatigue strength compared to annealed; however also showed lower notch sensitivity at long life (106 cycles). The study was complemented by fractographics analysis to identify the fracture initiation points.

As ligas Ti-??constituem um grupo promissor de ligas de titânio em termos de processamento, propriedades e aplicações potenciais. Além do projeto da liga em termos de composição, a obtenção de microestruturas adequadas por meio de tratamentos térmicos é necessária para otimizar o balanço entre resistência mecânica e tenacidade. O presente trabalho teve por objetivo estudar o comportamento em fadiga de alto ciclo da liga Ti-13V-11Cr-3Al, uma liga de alta resistência mecânica destinada ao emprego na indústria aeroespacial, sob duas condições de tratamento. O material foi recebido na forma de barras com 7,6 mm de diâmetro, apresentando microestrutura composta por grãos alongados e propriedades em tração combinando alto limite de resistência (1.479 MPa) e razoável ductilidade (deformação verdadeira de fratura igual a 0,217). O material foi tratado termicamente em duas condições: recozimento a vácuo a 750?C por 1 h com resfriamento lento, e tratamento flash em banho de sal a 650?C por 6 min, com posterior têmpera em água. O tratamento flash resultou em melhor combinação de resistência mecânica e ductilidade, avaliadas pelo ensaio de tração. O estudo da resistência à fadiga baseou-se na obtenção de curvas ?/N por meio de ensaios de flexão rotativa (R = -1) empregando-se corpos de prova do tipo viga em balanço. Para cada condição microestrutural, foram obtidas duas curvas ?/N, uma com amostras polidas e outra empregando-se corpos de prova com concentradores de tensão geométricos (entalhes), visando avaliar a sensibilidade ao entalhe desta liga nas duas condições microestruturais. O material submetido ao tratamento flash apresentou maior dispersão e menor resistência à fadiga, comparado ao material recozido; no entanto apresentou também menor sensibilidade ao entalhe em vidas longas (106 ciclos). O trabalho foi complementado por exames fractográficos para a identificação dos pontos de iniciação da fratura. / The Ti-??alloys are a promising group of titanium alloys in terms of processing, properties and potential applications. In order to achieve the optimum balance between strength and toughness it is necessary, besides determining a proper composition in the alloy design, to obtain suitable microstructures by means of thermo-mechanical process and heat treatment. This study aimed to assess the high cycle fatigue behavior of Ti-13V-11Cr- 3Al alloy, a high-strength alloy intended for use in the aerospace industry. The material was received in the form of bars with 7.6 mm in diameter, whose microstructure comprises elongated grains and whose mechanical properties combines high tensile strength (1,479 MPa), and reasonable ductility (true strain fracture equal to 0.217). The material was heat treated in two conditions: vacuum annealing at 750?C for 1 h with slow cooling, and flash 650?C salt bath for 6 min with subsequent water quenching. The study was based on obtaining ??/ N curves through by rotary bending (R = -1) fatigue tests employing cantilever beam specimens. For each microstructural condition, two ??/ N curves were obtained, the former with smooth samples and the latter employing specimens with geometric stress concentrators (notches), to evaluate the notch sensitivity of this alloy in both microstructural conditions. The material subjected to flash treatment showed greater dispersion and lower fatigue strength compared to annealed; however also showed lower notch sensitivity at long life (106 cycles). The study was complemented by fractographics analysis to identify the fracture initiation points.

As ligas de alumínio são aplicadas em cerca de 70% dos componentes estruturais dos aviões e o processo de fadiga e o modo de falha predominante em estruturas aeronáuticas, para a maioria das quais a presença de concentradores de tensão e inevitável. O comportamento em fadiga e as propriedades mecânicas das ligas de alumínio endurecíveis por precipitação são fortemente influenciadas por parâmetros como tamanho, espaçamento e densidade dos precipitados endurecedores. Neste contexto, pesquisas anteriores tem mostrado que o envelhecimento interrompido (T6I4) pode proporcionar melhores combinações de propriedades mecânicas para estas ligas. O presente trabalho tem como objetivo o estudo das propriedades mecânicas e do comportamento em fadiga de alto ciclo das ligas de alumínio AA6351 e AA7050 nas condições de tratamento térmico convencionais (T6 e T7451, respectivamente) e na condição T6I4, bem como da influência das características microestruturais e do tratamento térmico sobre estas propriedades. Dentro deste contexto, analises de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) da liga AA6351 mostraram que a condição T6I4 resultou em uma maior densidade de precipitados endurecedores com tamanho heterogêneo, quando comparada com a condição T6. Para esta liga, a condição T6I4 também resultou em menores valores de tensão limite de escoamento, resistência a tração, resistência a fadiga e sensibilidade ao entalhe, com maior ductilidade e tenacidade. Para a liga AA7050, as análises de MET mostraram que a condição T6I4 resulta em uma maior densidade de precipitados endurecedores com menor tamanho, promovendo um melhor impedimento ao movimento de discordâncias durante a deformação por fadiga, quando comparada com a condição T7451. Esta alteração microestrutural proporcionou a condição T6I4 valores de resistência ao escoamento e resistência a tração similares a condição T7451, com maior ductilidade e tenacidade. A resistência a fadiga da condição T6I4 foi similar a condição T7451, entretanto o envelhecimento interrompido resultou em um melhor comportamento em sensibilidade ao entalhe. / Aluminum alloys are applied in approximately 70% of the aircraft structural components and the fatigue process is the dominant failure mode in aeronautical structures, for the most of which, the presence of stress concentrators is unavoidable. The fatigue behavior and the mechanical properties of the age hardenable aluminum alloys are strongly influenced by parameters including the size, spacing and density of strengthening precipitates. Within this context, previous researches have shown that the interrupted ageing (T6I4) could provide an improved combination of mechanical properties for these alloys. This work aims to study the mechanical properties and the high cycle fatigue behavior of AA6351 and AA7050 aluminum alloys in the conventional heat treatment conditions (T6 and T7451, respectively) and in the T6I4 condition, as well as the influence of the microstructural characteristics and of the heat treatment on these properties. Within this context, Transmission Electron Microscopy (TEM) analyzes of the AA6351 alloy showed that T6I4 condition resulted in higher density of hardening precipitates with heterogeneous size compared to T6 condition. For this alloy, the T6I4 condition resulted in lower values of yield stress, ultimate tensile strength, fatigue strength and notch sensitivity, with higher ductility and toughness. For the AA7050 alloy, TEM analyses showed that T6I4 condition presented a higher density of strengthening precipitates with smaller size promoting an improved dislocation pinning effect during the fatigue deformation compared to T7451 condition. This microstructural change provided to T6I4 condition yield stress and ultimate tensile strength similar to T7451, with higher ductility and toughness. The fatigue strength of T6I4 condition was also similar to T7451, however the interrupted ageing provided a better notch sensitivity behavior.

A indústria automotiva tem mostrado um crescente interesse pelas ligas de alumínio, em especial as ligas de alumínio da série 6xxx. Esta classe é amplamente empregada nas áreas de construção e de transporte, devido a sua boa resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. No setor automobilístico sempre houve a necessidade de aprimoramento dos estudos do comportamento em fadiga, pois os componentes estruturais são submetidos a carregamentos vibratórios, esforços e tensões cíclicas e, como consequência, podem trincar e finalmente fraturar. A presença de um entalhe geralmente diminui a vida em fadiga, criando regiões de altas tensões triaxiais localizadas que restringem a deformação plástica, fragilizando o material. A resposta mecânica depende das solicitações, microestrutura, componentes da liga e propriedades do material. Neste trabalho foi realizado o estudo do comportamento em fadiga de alto ciclo e da sensibilidade ao entalhe de três ligas de alumínio da série 6xxx destinadas à fabricação de componentes de carroçarias para caminhões e ônibus: AA 6005, AA 6063 e AA 6351, todas na condição T6. As curvas S/N foram obtidas por meio de ensaios de fadiga em flexão rotativa (R = -1). Ensaios com peças entalhadas (Kt ? 3,0) permitiram determinar e comparar o fator de concentração de tensão em fadiga e a sensibilidade ao entalhe das ligas estudadas. Também foi estudada a influência da microestrutura e das partículas intermetálicas sobre as propriedades de fadiga. As superfícies das peças fraturadas foram observadas ao MEV e verificou-se que a maioria dos sítios de nucleação de trincas por fadiga ocorreram próximos a partículas de segunda fase que atuam como concentradores de tensão. / The automotive industry has shown a growing interest in aluminum alloys, particularly the AA 6xxx series. This class of alloys is widely used in construction and transportation because of their good mechanical strength, easy fabrication and excellent corrosion resistance. In the automotive sector there was always a need for improved studies of the fatigue behavior, because the structural components are subjected to vibratory loads and cyclic stresses and, as a consequence, may eventually crack and fracture. The presence of a notch generally decreases the fatigue life, creating regions of high triaxial stresses which restrain plastic deformation, weakening the material. The response depends on the mechanical solicitations, microstructure, the alloy components and the material properties. In this work it was conducted a study of the high cycle fatigue behavior and the notch sensitivity of three aluminum alloys used in components of truck and bus bodies: AA 6005, AA 6063 and AA 6351, all provided in T6 condition. The S/N curves were obtained by tests in rotating bending fatigue (R = -1). Tests with notched samples (Kt?3.0) allowed to determine and compare the fatigue concentration factor and the notch sensitivity of the studied alloys. It was also studied the influence of microstructure and the intermetallic particles on the fatigue properties. The surfaces of the fractured samples were observed via SEM and showed that most of the nucleation sites of fatigue cracking occurred near the second phase particles, which act as stress concentrators.

A indústria automotiva tem mostrado um crescente interesse pelas ligas de alumínio, em especial as ligas de alumínio da série 6xxx. Esta classe é amplamente empregada nas áreas de construção e de transporte, devido a sua boa resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. No setor automobilístico sempre houve a necessidade de aprimoramento dos estudos do comportamento em fadiga, pois os componentes estruturais são submetidos a carregamentos vibratórios, esforços e tensões cíclicas e, como consequência, podem trincar e finalmente fraturar. A presença de um entalhe geralmente diminui a vida em fadiga, criando regiões de altas tensões triaxiais localizadas que restringem a deformação plástica, fragilizando o material. A resposta mecânica depende das solicitações, microestrutura, componentes da liga e propriedades do material. Neste trabalho foi realizado o estudo do comportamento em fadiga de alto ciclo e da sensibilidade ao entalhe de três ligas de alumínio da série 6xxx destinadas à fabricação de componentes de carroçarias para caminhões e ônibus: AA 6005, AA 6063 e AA 6351, todas na condição T6. As curvas S/N foram obtidas por meio de ensaios de fadiga em flexão rotativa (R = -1). Ensaios com peças entalhadas (Kt ? 3,0) permitiram determinar e comparar o fator de concentração de tensão em fadiga e a sensibilidade ao entalhe das ligas estudadas. Também foi estudada a influência da microestrutura e das partículas intermetálicas sobre as propriedades de fadiga. As superfícies das peças fraturadas foram observadas ao MEV e verificou-se que a maioria dos sítios de nucleação de trincas por fadiga ocorreram próximos a partículas de segunda fase que atuam como concentradores de tensão. / The automotive industry has shown a growing interest in aluminum alloys, particularly the AA 6xxx series. This class of alloys is widely used in construction and transportation because of their good mechanical strength, easy fabrication and excellent corrosion resistance. In the automotive sector there was always a need for improved studies of the fatigue behavior, because the structural components are subjected to vibratory loads and cyclic stresses and, as a consequence, may eventually crack and fracture. The presence of a notch generally decreases the fatigue life, creating regions of high triaxial stresses which restrain plastic deformation, weakening the material. The response depends on the mechanical solicitations, microstructure, the alloy components and the material properties. In this work it was conducted a study of the high cycle fatigue behavior and the notch sensitivity of three aluminum alloys used in components of truck and bus bodies: AA 6005, AA 6063 and AA 6351, all provided in T6 condition. The S/N curves were obtained by tests in rotating bending fatigue (R = -1). Tests with notched samples (Kt?3.0) allowed to determine and compare the fatigue concentration factor and the notch sensitivity of the studied alloys. It was also studied the influence of microstructure and the intermetallic particles on the fatigue properties. The surfaces of the fractured samples were observed via SEM and showed that most of the nucleation sites of fatigue cracking occurred near the second phase particles, which act as stress concentrators.

As ligas de alumínio são aplicadas em cerca de 70% dos componentes estruturais dos aviões e o processo de fadiga e o modo de falha predominante em estruturas aeronáuticas, para a maioria das quais a presença de concentradores de tensão e inevitável. O comportamento em fadiga e as propriedades mecânicas das ligas de alumínio endurecíveis por precipitação são fortemente influenciadas por parâmetros como tamanho, espaçamento e densidade dos precipitados endurecedores. Neste contexto, pesquisas anteriores tem mostrado que o envelhecimento interrompido (T6I4) pode proporcionar melhores combinações de propriedades mecânicas para estas ligas. O presente trabalho tem como objetivo o estudo das propriedades mecânicas e do comportamento em fadiga de alto ciclo das ligas de alumínio AA6351 e AA7050 nas condições de tratamento térmico convencionais (T6 e T7451, respectivamente) e na condição T6I4, bem como da influência das características microestruturais e do tratamento térmico sobre estas propriedades. Dentro deste contexto, analises de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) da liga AA6351 mostraram que a condição T6I4 resultou em uma maior densidade de precipitados endurecedores com tamanho heterogêneo, quando comparada com a condição T6. Para esta liga, a condição T6I4 também resultou em menores valores de tensão limite de escoamento, resistência a tração, resistência a fadiga e sensibilidade ao entalhe, com maior ductilidade e tenacidade. Para a liga AA7050, as análises de MET mostraram que a condição T6I4 resulta em uma maior densidade de precipitados endurecedores com menor tamanho, promovendo um melhor impedimento ao movimento de discordâncias durante a deformação por fadiga, quando comparada com a condição T7451. Esta alteração microestrutural proporcionou a condição T6I4 valores de resistência ao escoamento e resistência a tração similares a condição T7451, com maior ductilidade e tenacidade. A resistência a fadiga da condição T6I4 foi similar a condição T7451, entretanto o envelhecimento interrompido resultou em um melhor comportamento em sensibilidade ao entalhe. / Aluminum alloys are applied in approximately 70% of the aircraft structural components and the fatigue process is the dominant failure mode in aeronautical structures, for the most of which, the presence of stress concentrators is unavoidable. The fatigue behavior and the mechanical properties of the age hardenable aluminum alloys are strongly influenced by parameters including the size, spacing and density of strengthening precipitates. Within this context, previous researches have shown that the interrupted ageing (T6I4) could provide an improved combination of mechanical properties for these alloys. This work aims to study the mechanical properties and the high cycle fatigue behavior of AA6351 and AA7050 aluminum alloys in the conventional heat treatment conditions (T6 and T7451, respectively) and in the T6I4 condition, as well as the influence of the microstructural characteristics and of the heat treatment on these properties. Within this context, Transmission Electron Microscopy (TEM) analyzes of the AA6351 alloy showed that T6I4 condition resulted in higher density of hardening precipitates with heterogeneous size compared to T6 condition. For this alloy, the T6I4 condition resulted in lower values of yield stress, ultimate tensile strength, fatigue strength and notch sensitivity, with higher ductility and toughness. For the AA7050 alloy, TEM analyses showed that T6I4 condition presented a higher density of strengthening precipitates with smaller size promoting an improved dislocation pinning effect during the fatigue deformation compared to T7451 condition. This microstructural change provided to T6I4 condition yield stress and ultimate tensile strength similar to T7451, with higher ductility and toughness. The fatigue strength of T6I4 condition was also similar to T7451, however the interrupted ageing provided a better notch sensitivity behavior.