Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5750.pdf: 4745650 bytes, checksum: 4b6b08d2fe2cf1441f9187da403d2f87 (MD5) Previous issue date: 2012-12-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Friction Stir Welding (FSW) process, conceived in 1991, has been the target of research in the last decades due to the excellent properties presented by its welded joints, favored by the fact of occurrence in the solid state, and easiness of application, enabling several weld geometries. In particular, metal alloys with low melting points, in which conventional methods of welding (based in fusion) are hard to apply, have been benefited by this method, with large application in automobilist and aerospace industrial sectors. These branches enterprises are interested in determining the set of parameters that will yield the best mechanical properties, before utilizing FSW in commercial scale. With this objective in mind, this work aimed at optimizing the FSW parameters in the Aluminum Alloy 2198-T851, considering geometry of plates of different thicknesses (tailor welded blanks configuration). Due to the asymmetric characteristic of the welded joints, welding parameters related to positioning of the welding tool (welding angles and pin offset) were varied, in two groups of plates of different thicknesses: 4.2-3.5 milimeters, and 4.2-2.5 milimeters. Results obtained from macro and microstructural characterization (optical microscopy), tension tests and microhardness analyses were considered as criteria for determining the best quality welds. After the analysis of these results and correlation with related literature, it was concluded that the proposed variation in welding parameters affects the flux of material in the welded joint, possibly leading to formation of defects, causing a detrimental effect on the mechanical properties. Nevertheless, welds with mechanical properties equal to or superior to the base metal were obtained (except for elongation values), especially in relation to yield stress values, of capital importance in industrial sectors associated with high security demands, such as automobilist and aerospace. / O processo de soldagem por fricção e mistura (FSW), concebido em 1991, tem sido alvo de pesquisas nas últimas décadas em função das boas propriedades apresentadas em suas juntas, favorecidas pelo fato do processo ocorrer no estado sólido, e em função da facilidade de aplicação, possibilitando diversas geometrias de solda. Em especial, ligas metálicas com baixo ponto de fusão, de difícil soldabilidade por métodos convencionais (baseados em fusão) têm sido beneficiadas por este método, com larga aplicação nos setores industriais automobilístico e aeroespacial. Interessa, às indústrias destes ramos, a determinação dos conjuntos de parâmetros que resultarão nas melhores propriedades mecânicas possíveis, anteriormente à utilização comercial de larga escala deste novo processo. Com este objetivo foi realizada a otimização dos parâmetros de soldagem por FSW em liga de alumínio 2198-T851, aplicada em configuração de chapas de diferentes espessuras (tailor welded blanks). Devido à característica assimétrica da junta soldada, variaram-se os parâmetros de soldagem relacionados ao posicionamento da ferramenta (ângulos de soldagem e deslocamento transversal do pino), em dois conjuntos de chapas de diferentes espessuras: 4,2-3,5 mm, e 4,2-2,5 mm. Como critérios para determinação da solda de melhor qualidade foram considerados os resultados obtidos de caracterização macro e microestrutural (microscopia ótica), ensaios de tração e de microdureza. Após análise dos resultados e correlação com a literatura, concluiu-se que a variação dos parâmetros de soldagem considerados afeta o fluxo de material na junta soldada, podendo levar à formação de defeitos, causando efeito detrimental sobre as propriedades mecânicas das soldas. Obtiveram-se, também, soldas com desempenho mecânico igual ou superior ao do metal base (com exceção do alongamento total na ruptura), sobretudo em relação a valores de tensão de escoamento, cuja importância é significativa em setores com alta exigência de segurança, como são o automobilístico e o aeroespacial.

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-07-03T18:18:01Z No. of bitstreams: 1 DissLBO.pdf: 5087062 bytes, checksum: ed0430974a336dc3223e730ae90cc724 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-07-03T18:18:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLBO.pdf: 5087062 bytes, checksum: ed0430974a336dc3223e730ae90cc724 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-07-03T18:18:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLBO.pdf: 5087062 bytes, checksum: ed0430974a336dc3223e730ae90cc724 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T18:18:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLBO.pdf: 5087062 bytes, checksum: ed0430974a336dc3223e730ae90cc724 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The main application of 319 aluminum alloy is for manufacturing components for automobile industry. One of the main concerns related to the recycling of this metal is regarding the incorporation of impurities as iron, for instance. Due to its low solubility in solid aluminum, the presence of this element leads to the formation of intermetallic compounds such as α-Al8Fe2Si and β-Al9Fe2Si2, the most common iron phases in Si-containing Al-alloys. The β phase is harmful to mechanical properties because of its platelet like morphology. Spray forming is an advanced processing technique which can mitigate the deleterious effect of these intermetallic phases. However, the solidification process of spray formed metals is still an open discussion. In these sense, the aim of this work is to contribute to a better understanding of the solidification process of spray formed 319 aluminum alloy. The work was divided in three stages: the first evaluated the presence and morphology of intermetallic phases by varying the pouring temperature and Fe content (0.6 and 1.2 in mass percent); the second evaluated the eutectic Al-Si morphology through varying the processing conditions; and finally, the third evaluated the solute distribution in the final microstructure, in this case other aluminum alloys were studied together with the 319 (2024 and 7050). The basis for discussion the phenomena was a solidification model for spray formed metals recently proposed in the literature, which defines the process in two stages, being the final solidification occurring at low cooling rate. The results showed that by controlling the processing parameters it is possible to mitigate the β-Al9Fe2Si2 formation, as well as to alter the eutectic Al-Si morphology. The third stage indicated the possibility of maintenance of certain solute in solid solution on the periphery of aluminum grains. It could be concluded that the solidification model was adequate to explain the phenomena presented in this work. / A liga de alumínio 319 possui como aplicação a fabricação de componentes da indústria automobilística. Um dos principais problemas relacionados à reciclagem destas ligas é a incorporação de impurezas como o ferro. Devido à baixa solubilidade deste elemento, sua presença leva a formação de compostos intermetálicos, sendo o α-Al8Fe2Si e o β-Al9Fe2Si2 os mais comuns em sistemas com silício. A fase β é a mais danosa às propriedades mecânicas devido à sua morfologia de placas, sendo que uma rota de processamento que se mostra viável no sentido de mitigação do efeito deletério deste intermetálico é a conformação por spray. Apesar disso, o processo de solidificação desta técnica ainda é um assunto debatido na comunidade científica. Neste contexto, este trabalho possui o objetivo de contribuir para um melhor entendimento sobre o processo de solidificação da liga de alumínio 319 conformada por spray. O trabalho foi dividido em três etapas: a primeira avaliou a presença dos intermetálicos de ferro variando-se a temperatura de vazamento e o teor de ferro (0,6% e 1,2% em peso); a segunda avaliou a morfologia do eutético Al-Si através das alterações das condições de spray; e, por fim, a terceira avaliou a distribuição de soluto na microestrutura, neste caso, outras ligas de alumínio foram estudadas (2024 e 7050). A discussão dos fenômenos foi realizada a partir de um modelo de solidificação para materiais conformados por spray que divide o processo em duas etapas distintas, sendo a solidificação final ocorrendo a uma taxa de resfriamento relativamente lenta. Os resultados mostraram que através do controle das condições de spray é possível mitigar a formação do intermetálico β-Al9Fe2Si2, assim como alterar a morfologia do eutético Al-Si. A terceira etapa indicou a manutenção de certos elementos em solução sólida em regiões adjacentes aos contornos de grão. Pôde-se concluir que o modelo de solidificação utilizado foi adequado para explicar os fenômenos descritos nas etapas realizadas. / CNPq: 135810/2015-9

Este trabalho procurou identificar o defeito que ocorria no teste de estanqueidade de uma peça e apresentar a correlação entre o nível de porosidade encontrado no produto fundido com a liga de alumínio A356 e os processos de fusão e de manutenção sob temperaturas controladas, o teor de hidrogênio, o sistema de enchimento e de alimentação, obedecendo ao princípio de solidificação direcional e o posicionamento do modelo em relação à linha de divisão. Foram efetuadas algumas experiências com diferentes tempos de introdução de nitrogênio para a purificação do metal, com a inversão do modelo em relação ao plano de partição do molde, com a modificação das dimensões do sistema de enchimento, com a substituição dos massalotes laterais por outros com luvas exotérmicas e utilizando-se resfriadores. Tentou-se verificar os benefícios que os filtros cerâmicos proporcionam aos fundidos, principalmente quanto à diminuição do nível de porosidade, menor turbulência e maior capacidade de reter as inclusões e parte dos filmes de óxidos. Para comprová-los, propôs-se a fundição de peças, em moldes confeccionados pelo processo de areia à verde, com diferentes tipos de filtros cerâmicos nos canais de distribuição. As amostras foram analisadas no Laboratório Metalográfico do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e no Laboratório de Metalurgia e de Materiais Cerâmicos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo. Após a análise dos resultados em microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura e em espectrômetro por emissão de energia observou-se que o problema está relacionado principalmente com a alimentação e a solidificação direcional e não somente com o teor de hidrogênio. / The objective of this work is to study the type of defect identified during the pressure tightness test of aluminum parts and to establish a relationship between porosity level of an A356 aluminum alloy and the production processes, hydrogen level, feeding system, and directional solidification. Different nitrogen blowing times, inversion of the mould pattern, relative to the partition line, changing of the feeding system dimensions, replacement of the lateral feeding by exothermic gloves and the use of chills where tested. Ceramic filters were also tested, in order to evaluate their influence on the formation of porosities and on the porosity level, through a decrease of turbulence and an increase in the capacity of retaining non-metallic inclusions and part of the oxide films. Casting was performed by the green sand process using different ceramic filters. The obtained parts were metallographicaly analyzed through optical and scanning electronic microscopy using also EDS analysis. The results showed that porosity is related with the feeding conditions and directional solidification besides the hydrogen content of the alloys.

Materiais compostos de matriz metálica (CMM) vêm sendo estudados para diversas aplicações. Entretanto, pouco estudo é apresentado na sua confecção a partir de materiais reciclados. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de um material composto de matriz metálica (CMM), utilizando material reciclado como matéria prima. Foram usados aparas de chapas de liga de alumínio 2024 descartados para a matriz e carbeto de silício (SiC) como reforço, sendo a produção realizada através do processo de fabricação com base na técnica de conformação por spray para possível aplicação em componentes automotivos. Foi realizado o tratamento térmico do material e a caracterização, determinando as propriedades de dureza, resistência mecânica, resistência ao desgaste, MEV e EDS. Foram ensaiadas amostras do material composto fundido e extrudado, bem como de ferro fundido de uma peça automotiva e da liga de alumínio 2024. Observou-se que o CMM ainda precisa de melhorias no processo de produção para obter propriedades de dureza e resistência que permitam que ele possa ser usado como um substituto para o ferro fundido, porém o mesmo apresentou melhores propriedades quando comparado com o material da matriz. / Metal matrix composites (MMC) have been studied for several applications. However, little study is presented in its manufacture from recycled materials. This study aimed to characterize a metal matrix composite (MMC), using recycled material as raw material. Were used aluminum alloy 2024 plates clippings discarded for the matrix and silicon carbide (SiC) as reinforcement, being the production accomplished through the manufacturing process based on the technique of spray forming for possible application in automotive components. The thermal treatment and the characterization of the materia was accomplished, determining the properties of hardness, mechanical strength, wear resistance, SEM and EDS. Were tested samples of the cast and extruded composite material, as well as cast iron of an automotive part and aluminum alloy 2024. It was observed that the MMC still needs improvements in the production process to obtain properties of hardness and strength that allows it to be used as a substitute forcast iron, but it presented better properties when compared with the matrix material.

Aspersão térmica é um processo de produção de revestimentos com ampla aplicação industrial, utilizado na proteção de superfícies contra a corrosão e/ou o desgaste. Os setores aeronáutico e de moldes plásticos estão entre os que utilizam essa técnica para ampliação da vida útil de seus componentes. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do processo de deposição de revestimentos metálicos (1248 T - Co-28,5%Mo-17,5%Cr-3,4%Si e 1256 F - Co-28%Cr-4%W-3%Ni-3%Fe), cerâmicos (CRO 192 - Cr2O3-5%SiO2-3%TiO2 e 25030 - TiO2-8%Al2O3) e composto (1342 - WC-12%Co), aspergidos pelas técnicas de combustão por chama convencional (cerâmicos) e HVOF (metálicos e composto), no substrato constituído de uma liga de alumínio AA 7475 endurecida por precipitação, visando o melhoramento de suas características tribológicas (desgaste e corrosão), sem alterar as propriedades mecânicas. A influência do processo no substrato foi avaliada por meio de ensaios de microdureza Vickers, microestruturais e de composição química. A resistência ao desgaste foi avaliada por meio de ensaios de desgaste microabrasivo com esfera, com o uso de uma solução abrasiva de alumina (Al2O3). A avaliação da resistência à corrosão de revestimentos e substrato foi realizada por meio de ensaios de polarização potenciodinâmica em meio de NaCl 3,5%. A deposição dos revestimentos por aspersão térmica não afetou significativamente a dureza, composição química e microestrutura do substrato constituído pela liga de alumínio, tornando viável a aplicação dessa técnica a essa classe de ligas. Os revestimentos foram altamente eficientes na proteção do substrato contra o desgaste microabrasivo, sendo que o revestimento constituído de WC-Co (1342) apresentou o melhor desempenho dentre eles. Quanto à corrosão, todos os revestimentos apresentaram resistênciassuperiores a do substrato, tendo o revestimento Co-Cr-W-Fe-Ni (1256 F) apresentado o melhor desempenho geral. Portanto, os revestimentos produzidos por aspersão térmica são alternativas altamente promissoras para o melhoramento tribológico das ligas de alumínio envelhecidas, sem o comprometimento de suas características mecânicas. / The thermal spray process is used in the production of coatings with a wide range of industrial application such as protection of surfaces against corrosion and/or wear. The aircraft and plastic molds industries are among the ones that use this technique to increase the useful life of components. This work aimed to evaluate the influence of the deposition process of metallic (1248 T Co-28.5%Mo-17.5%Cr-3.4%Si and 1256 F Co-28%Cr-4%W-3%Ni- 3%Fe), ceramic (CRO 192 Cr2O3-5%SiO2-3%TiO2 and 25030 TiO2-8%Al2O3) and composite (1342 WC-12%Co) coatings, deposited by flame spray (for the ceramic) and HVOF (for the metallic and composite) techniques, on the substrate of precipitation-hardened AA 7475 aluminum alloy, intended to improve the tribological characteristics (wear and corrosion), without changing its mechanical properties. The influence of the process on the substrate was measured by Vickers microhardness, microstructural tests and chemical analyses. The wear resistance was evaluated by the calowear microabrasive test, using abrasive slurry of alumina (Al2O3). The corrosion resistance evaluation of coatings and substrate was carried out using the potentiodynamic polarization test in NaCl 3.5%. The coating deposition by thermal spray did not significantly affect the hardness, chemical composition and microstructure of the aluminum alloy substrate, establishing the feasibility of using this technique on this class of alloys. Coatings were highly efficient in protecting the substrate against microabrasive wear, where of the WC-Co (1342) coating showed the best performance among them. Also, the corrosion resistance of all coatings was higher than that of the substrate of which the Co-Cr-W-Fe-Ni (1256 F) coating presented the best overall performance. Therefore, the coatings produced by thermal spray are a highly promising alternative for the improvement of the tribological properties of aged aluminum alloys, without compromising its mechanical characteristics.

O processo de conformação por spray é interessante devido à capacidade de conjugar, em apenas uma etapa do processo, a vantagem da técnica de solidificação rápida combinada com alta produtividade dos processos de fundição convencional. Este processo permite a obtenção de materiais livre de macrossegregações, livre de porosidades e com microestrutura refinada. A evolução recente das pesquisas está levando ao desenvolvimento de novas ligas e os resultados têm sido interessantes. O processo de solidificação rápida inerente da conformação por spray permite a produção de ligas com composições diferentes das obtidas pela fundição convencional. O objetivo deste trabalho foi o de caracterizar mecanicamente uma liga de alumínio AA-6082 conformada por spray. Os resultados de testes de dureza Vickers são apresentados para seções de um preformado em relação a sua altura (em um arranjo tridimensional). O material foi avaliado na condição como conformado por spray e após tratamento térmico de solubilização a 525 ºC por 1 h, seguido por envelhecimento a 125 ºC por períodos distintos de 1 h, 10 h, 100 h e 500 h. É mostrado que o a liga AA 6082 conformada por spray mostra uma boa estabilidade térmica em relação a variação da dureza durante o envelhecimento. / The spray forming technology combines in a single step the advantages of the rapid solidification techniques and high the productivity of the conventional casting processes, allowing obtention of preforms with a refined microstructure, almost without porosity and macrosegregation free. The development and research efforts are leading to interesting alloys and materials production. The rapid solidification processes inherent to the spray forming allow the production of alloys with different compositions from those obtained by conventional ingot processes. The aim of this work was to carry out mechanical properties characterization of a spray formed AA-6082 alloy. The hardness results are presented in different sections related to the height of the spray formed preform (in a three-dimensional arrangement). The material was evaluated in the as sprayed condition and after heat treatment of solution at 525 ºC for 1 h, and aging for 1 h, 10 h, 100 h and 500 h periods. It was shown that the spray formed AA-6082 aluminum alloy is very stable regarding hardness variation during aging.

A indústria aeronáutica tem buscado melhorias no conceito de integridade estrutural, a partir do desenvolvimento de projetos mais otimizados com a produção de aeronaves mais leves e seguras. Tais projetos garantem aeronaves operacionalmente mais viáveis e redução no consumo de combustível, beneficiando o fabricante, os operadores e a população em geral, pois aplica o conceito de aeronave verde. Estruturas aeronáuticas em operação recebem solicitações de cargas típicas de vôo, como pressurização, sustentação, que por sua vez, geram esforços dos mais variados tipos e suas combinações, como tração, compressão, fadiga, torção, flexão, flambagem, cargas aeroelásticas, vibrações e flutter, associados a ambientes críticos. O conhecimento sobre o comportamento do material estrutural perante ambientes corrosivo ou de baixa temperatura, é importante para avaliação da vida útil das aeronaves. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da liga AA2050-T84 sob ponto de vista de corrosão-fadiga e tenacidade a fratura em criogenia e, correlacionar com a microestrutura e fractografia através de ensaios mecânicos e de tenacidade a fratura em temperatura ambiente e criogênica. As condições de ensaios foram determinadas próximas a de serviço a que o material será inserido sendo, para criogenia -54 ºC e para os ensaios de propagação de trinca por fadiga em atmosfera ambiente e névoa salina com concentração de solução de 3,5% e 5% NaCl, frequência de 15Hz e razões de carga R = 0,1 e 0,5. Os resultados em criogenia mostraram que há melhora nas propriedades trativas e estabilidade na tenacidade, pois o material retém dutilidade com o decréscimo da temperatura. Os ensaios de propagação de trinca por fadiga foram executados com ΔK decrescente e os parâmetros para geração de névoa salina foram determinados experimentalmente. As curvas de crescimento de trinca e determinação do fator limite foram comparadas quanto a razão de carga e atmosfera de ensaio. Observou-se que para os ensaios de propagação de trinca por fadiga a presença da névoa salina acelera a taxa de propagação e resultam em um fator limite menor. / The aviation industry has sought improvements with the concept of structural integrity, from the development of more optimized designs with production aircraft with low weight and secure. These projects ensure an aircraft more operationally doable and reduced fuel consumption, benefiting the manufacturer, operators and the people, applying the concept of green aircraft. Aerospace structures in operation receive requests loads typical of flight, how pressurization support and lift that produce several types and combinations of requests, such as tensile, compression, fatigue, torsion, bending, buckling , aeroelastic loads, vibration and flutter associated with critical environments. Knowledge about the behavior of the structural material into corrosive environments or cryogenic temperature, it is important for evaluation to the lifetime of the aircraft. Accordingly , the aim of this study was to estimate the behavior of AA2050 - T84 alloy, about corrosion-fatigue and fracture toughness at cryogenic situations and correlate with microstructure and fractography, by mechanical tests and fracture toughness at room temperature and cryogenic. The test conditions has been determined near of the service that the material will be inserted, for cryogenic temperature -54 ºC and testing of fatigue crack propagation in air and salt spray with concentration of 3.5% and 5% NaCl, frequency 15Hz and load ratios R = 0.1 and 0.5. The cryogenic results showed that there improvement in tensile properties and stability in toughness due the restraint of ductility with decreasing temperature. Tests of fatigue crack propagation were carried out with ΔK decreasing and the parameters to obtain salt spray were determined experimentally. The crack growth curves and determination of the threshold were compared the according to load ratio and test atmosphere. In the fatigue crack propagation it was observed that presence of salt spray accelerates the rate of propagation and result in a lower threshold.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-15T13:03:07Z No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:30:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:30:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPAFB.pdf: 2674729 bytes, checksum: fbbf96392e4ce675814ed1c32c1bacfb (MD5) Previous issue date: 2015-02-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / One of the main considerations in selecting materials to manufacture aircraft structures is related to weight saving [1]. In this context, the promising aluminum-lithium alloys have been receiving special attention in aerospace applications due to its attractive combination of low density, high specific strength and corrosion resistance [2-5]. Due to difficulties joining these alloys by conventional welding processes associated to their high thermal conductivity and low melting temperature, solid-state joining technologies emerge as great possibilities to simultaneously solve problems of solidification defects and increasing weight. The feasibility of Friction Spot Welding (FSpW) in joining sheets of lightweight material (e.g. aluminum alloys) places this technology as a potential replacement to the spot-like joint processes, as resistance spot welding (RSW) and laser spot welding (LSW), for application in automotive and aerospace industries [6-8]. In this work, the influence of hook defect on the lap shear strength (LSS) of AA2198-T8 friction spot welds was studied. The effects of process parameters was evaluated in terms of LSS and related to the microstructural configurations. The values of hook length measurements and the LSS were used as response in optimization process developed using the statistical tool of DoE technique with Taguchi Method. Finally it was possible to compare the hook behavior with lap shear strength results. The higher influence on the weld performance was exerted by plunge depth whereas rotational speed was found to be a less significant parameter. Through the minimization of the hook defect, a beneficial response on the weld performance was observed, which was associated to the absence of a potential site for crack nucleation. In spite of inherent discontinuities, promising results were found for aluminum joints for aerospace applications. / Uma das principais considerações na seleção de materiais para a fabricação de estruturas de aeronaves está relacionada à redução de peso [1]. Neste contexto, ligas de alumínio-lítio têm se destacado em aplicações aeroespaciais devido à sua atraente combinação de propriedades como baixa densidade, alta resistência específica e resistência à corrosão [2-5]. Devido às dificuldades para união destas ligas por processos convencionais de soldagem associadas às altas condutividades térmicas e baixas temperaturas de fusão, tecnologias de soldagem no estado sólido emergem com grande potencial para simultaneamente reduzir os defeitos de solidificação e aumento de peso. A viabilidade da Soldagem por Fricção por Ponto (do inglês – Friction Spot Welding – FSpW) para unir chapas de materiais leves posiciona esta tecnologia como potencial substituta para os processos de união por ponto, como soldagem por resistência (RSW) e soldagem a laser (LSW), para aplicação nas indústrias automotiva e aeroespacial [6-8]. O presente trabalho visou estudar a influência do defeito de cunha na resistência ao cisalhamento (RC) das juntas da liga de alumínio 2198-T8 fabricadas por FSpW. O efeito dos parâmetros de processo foi avaliado em relação à RC e relacionado com as configurações microestruturais. Os valores de comprimento de cunha e RC foram utilizados como resposta no processo de otimização desenvolvido utilizando-se a ferramenta estatística de planejamento de experimentos com o Método de Taguchi. Por fim, foi possível comparar o comportamento da cunha com os resultados de RC. A maior influência sobre o desempenho de solda foi exercida pela profundidade de penetração enquanto a velocidade de rotação foi um parâmetro menos significativo. Com a minimização da cunha obteve-se uma resposta benéfica no desempenho de solda, o que foi associado à ausência de uma região potencial para a nucleação de trincas. Apesar de descontinuidades inerentes, resultados promissores foram encontrados para juntas de alumínio para aplicações aeroespaciais.

O processo de conformação por spray é interessante devido à capacidade de conjugar, em apenas uma etapa do processo, a vantagem da técnica de solidificação rápida combinada com alta produtividade dos processos de fundição convencional. Este processo permite a obtenção de materiais livre de macrossegregações, livre de porosidades e com microestrutura refinada. A evolução recente das pesquisas está levando ao desenvolvimento de novas ligas e os resultados têm sido interessantes. O processo de solidificação rápida inerente da conformação por spray permite a produção de ligas com composições diferentes das obtidas pela fundição convencional. O objetivo deste trabalho foi o de caracterizar mecanicamente uma liga de alumínio AA-6082 conformada por spray. Os resultados de testes de dureza Vickers são apresentados para seções de um preformado em relação a sua altura (em um arranjo tridimensional). O material foi avaliado na condição como conformado por spray e após tratamento térmico de solubilização a 525 ºC por 1 h, seguido por envelhecimento a 125 ºC por períodos distintos de 1 h, 10 h, 100 h e 500 h. É mostrado que o a liga AA 6082 conformada por spray mostra uma boa estabilidade térmica em relação a variação da dureza durante o envelhecimento. / The spray forming technology combines in a single step the advantages of the rapid solidification techniques and high the productivity of the conventional casting processes, allowing obtention of preforms with a refined microstructure, almost without porosity and macrosegregation free. The development and research efforts are leading to interesting alloys and materials production. The rapid solidification processes inherent to the spray forming allow the production of alloys with different compositions from those obtained by conventional ingot processes. The aim of this work was to carry out mechanical properties characterization of a spray formed AA-6082 alloy. The hardness results are presented in different sections related to the height of the spray formed preform (in a three-dimensional arrangement). The material was evaluated in the as sprayed condition and after heat treatment of solution at 525 ºC for 1 h, and aging for 1 h, 10 h, 100 h and 500 h periods. It was shown that the spray formed AA-6082 aluminum alloy is very stable regarding hardness variation during aging.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Luis Teixeira Martins.pdf: 7704108 bytes, checksum: 576d699591dbb6b908403edc18197d71 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / The beverage metal packaging industry figures as one of the most important worldwide aluminum consumer. A detailed knowledge of the raw material used in the beverage can body production is essential to maintain and improve the productivity levels imposed by the market. It is on this point that the present work focus, in the micro structural and mechanical characterization of three different AA 3104-H19 rolled coils, to be able to compare them in search of similarities and discrepancies. Their chemical compositions were analyzed by energy dispersion (EDS), and atomic absorption (AA) spectrometry, their micro structures were identified by optical microscopy and scanning electron microscopy. Their mechanical properties were described by tensile tests, Erichsen tests, forming limit curves (FLC), micro hardness Vickers tests, and surface roughness tests (Ra). The anisotropy coefficient R, also known as Lankford´s R, and the strain hardening exponent n were calculated using the results and specimens of the tensile tests. In addition, their crystallographic textures were analyzed by orientation distribution functions and pole figures. The experiment s results showed a strong similarity among all three rolled sheets, their properties differing only subtly. On average the yield strength of all three was found to be 265 MPa, their ultimate tensile strength 285 MPa. Elongation was very similar for all three, around 4.7%. The strain hardening exponent n averaged 0.078, a value comparable to some found in literature. The normal (R) and planar (UR) anisotropy values were found to be 0.77 and 0.22, respectively, indicating a slight tendency to form ears at 45o and good deep drawing formability. The microstructure analysis of all three sheets revealed two kinds of intermetallic compounds with distinct morphology, Al6(Fe,Mn) and Al12(Fe,Mn)3Si, not scattered homogeneously, together with well distributed dispersoids in the aluminum matrix. The crystallographic texture of the three sheets also exhibited similarities; all had the same dominant components with comparable intensities. On all three it was possible to notice that the typical strain hardening textures, Brass {110}<112> and Copper {112}<111>, together with Goss {110}<001>, were balanced by the Cube {001}<100> component, typical of recrystallization. The notable differences found could be summarized in slightly higher mechanical properties for one of the sheets and smaller and less widespread intermetallic compounds for another. / A indústria de embalagens metálicas para bebidas se destaca como uma das mais importantes no consumo mundial de alumínio. O conhecimento detalhado da matéria prima utilizada para a produção de latas para bebidas é essencial para manter e melhorar os níveis de produtividade impostos pelo mercado. O foco do presente trabalho encontra-se na caracterização microestrutural e mecânica de três diferentes laminados da liga de alumínio 3104-H19, a fim de compará-los em busca de similaridades e discrepâncias. As suas composições químicas foram avaliadas através de espectroscopia de dispersão de energia (EDS-MEV) e de absorção atômica (AA). Suas microestruturas foram analisadas através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Suas propriedades mecânicas foram apuradas pelo uso de ensaios de tração uniaxiais, ensaios Erichsen, curvas limite de conformação (CLC), microdureza Vickers, e rugosidade (Ra). O coeficiente de anisotropia, R de Lankford, e o expoente de encruamento (n), foram calculados através dos resultados dos ensaios de caracterização mecânica.Em adição, uma análise da textura cristalográfica dos laminados foi realizada através do uso de funções de distribuição de orientação e figuras de polo. Os resultados demostraram semelhança entre os três laminados, suas propriedades e características diferindo apenas sutilmente. Na média o limite de escoamento dos três ficou em 265 MPa e o limite de resistência a tração em 285 MPa. Os alongamentos percentuais ficaram todos ao redor de 4,7%. O expoente de encruamento n ficou na média em 0,078, valor próximo a alguns encontrados na literatura. Os índices de anisotropia normal (R) e planar (UR) ficaram próximos a 0,77 e -0,22, respectivamente, indicando uma leve tendência ao orelhamento a 45º e boa conformabilidade em repuxo profundo. A análise microestrutural dos três laminados revelou dois tipos de compostos intermetálicos com morfologia distinta, Al6(Fe,Mn) e Al12(Fe,Mn)3Si, espalhados não homogeneamente, junto à dispersoides bem distribuídos na matriz de alumínio. A textura cristalográfica dos três laminados também exibiu similitudes, todas com as mesmas componentes dominantes em intensidades parecidas. Nos três notou-se que a textura típica de deformação para ligas de alumínio, latão {110}<112> e cobre {112}<111>, junto a textura Goss {110}<001>, estavam balanceadas pela textura cubo {001}<100>, típica de recristalização. As diferenças encontradas resumiram-se a propriedades mecânicas sutilmente superiores em um dos laminados e compostos intermetálicos menores e em menor volume em outro.