Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 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.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milene Yumi Maeda.pdf: 4409513 bytes, checksum: c08056fcd59620f956225201d8330824 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Commercially pure aluminum, copper and silver samples were rolled at room and cryogenic temperatures until approximately 99% of thickness total reduction, causing deformation (ε) between 3.93 and 4.61 Although not in balance state, the metals tend to have more defects density when cryo rolled, especially higher dislocation density, evidenced by calculations based on X-ray data for copper and silver. Higher defects density implies superior hardness, tensile strength limit and yield strength, but smaller elongation. There was evidence of stacking fault energy (SFE) influence in the process, evaluating hardness and properties obtained through tensile tests of the materials. The cryogenic temperature (CT) and room temperature (RT) rolled samples were evaluated by hardness tests, tensile tests, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), which indicate influence of stacking fault energy (SFE) on process. The hardness of all the materials tend to drop when they are kept at RT after cryo rolling and bigger larger hardness decrease was observed for silver, which one has the lowest SFE and slightest hardness decreased was noticed for aluminum, which has high SFE. There is evidence that cryo rolling is more attractive for low SFE materials after ageing at RT, as long as silver presented simultaneous increase in higher tensile strength of about 53% and 29% gain of elongation when compared to the same one rolled at RT. Elongation gain of silver can be associated to static recrystallization, as evidenced contrasting silver’s tensile charts after ageing and recrystallized silver. In turn, copper presented 15% of strength limit increase and just 5% elongation, whereas aluminum had both strength limit and elongation reduced. / Amostras de alumínio, cobre e prata comercialmente puros foram laminadas à temperatura ambiente (TA) e criogênica (TC) até aproximadamente 99% de redução total de espessura, causando deformações (ε) entre 3,93 e 4,61. Embora não seja em estado de equilíbrio, os metais tendem a possuir maior densidade de defeitos quando laminados criogenicamente, sobretudo maior densidade de discordâncias, evidenciado pelos cálculos baseados nos dados obtidos através difração de raios-X para cobre e prata. Uma quantidade maior de defeitos implica em maiores dureza e limites de escoamento e resistência, mas menor alongamento. Houve indícios da influência da energia de falha de empilhamento (EFE) no processo, avaliando-se a dureza e as propriedades obtidas através dos ensaios de tração dos materiais. A dureza de todos tende a cair quando mantidos em TA após a laminação criogênica e observou-se uma maior queda de dureza para a prata, que tem baixa EFE e uma menor queda de dureza para o alumínio, que tem elevada EFE. Há indicativos de que a laminação criogênica é mais vantajosa para metais de baixa EFE após envelhecimento em TA, visto que a prata apresentou um aumento simultâneo de limite de resistência de aproximadamente 53% e um ganho de 29% de alongamento quando comparado à mesma laminada em TA. O aumento de alongamento da prata pode ser associado à recristalização estática da mesma, como pode ser evidenciado comparando-se os gráficos de tração da prata após envelhecimento com a prata recristalizada. O cobre, por sua vez, apresentou um aumento de 15% do limite de resistência e apenas 5% de alongamento, enquanto o alumínio apresentou redução tanto do limite de resistência quanto de alongamento.