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Previous issue date: 2016-05-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Sabe-se que a grande parte das ligas de alum?nio pode sofrer varia??es significativas em suas propriedades mec?nicas dependendo do tratamento de envelhecimento realizado. Por?m, poucos trabalhos apontam as caracter?sticas dessas ligas em condi??es subenvelhecidas e superenvelhecidas, principalmente em rela??o ? tenacidade ? fratura. Al?m disso, estudos recentes apontam que algumas ligas de alum?nio subenvelhecidas podem sofrer uma esp?cie de auto cura, ou seja, esses materiais podem, quando solicitados devido a algum esfor?o externo, tender a um fechamento de algum defeito como uma trinca devido ? precipita??o din?mica, o que aumentaria sua capacidade de resistir ?s solicita??es. Neste contexto, neste trabalho ? avaliada a rela??o entre a tenacidade ? fratura e a resist?ncia ? tra??o e as condi??es de tratamentos t?rmicos de duas ligas de alum?nio (2024-T351 e 7075-T651), tanto na condi??o de entrega quanto submetidas a tratamentos t?rmicos de solubiliza??o (a 480 0C por 2,5 h) e envelhecimento artificial (145 0C por 8, 10, 16 e 24 h para a 7075, e 190 0C por 1, 3, 5, 8 e 12 h para a 2024), portanto, em condi??es de subenvelhecimento (abaixo do m?ximo de dureza), envelhecida (no ponto de m?xima dureza) e superenvelhecimento (al?m do ponto de m?xima dureza). Os materiais, nestas diferentes condi??es de processamento foram caracterizados do ponto de vista mec?nico - atrav?s dos ensaios de tenacidade ? fratura, utilizando a metodologia de entalhe chevron - KICVM (ASTM 1304), de tra??o uniaxial (ASTM E8M) e dureza HRB (ASTM E18) - e do ponto de vista estrutural, atrav?s da microscopia ?ptica, MEV e EDS. As microestruturas obtidas nas diferentes condi??es s?o avaliadas por MEV e DR-X. Os micromecanismos de fratura das amostras de tra??o e tenacidade ? fratura s?o avaliados por MEV. Em rela??o ? dureza verificou-se, para ambas as ligas, que ouve apenas um pequena tend?ncia de redu??o dos valores obtidos para a amostras envelhecidas em rela??o ao estado de entrega. Os resultados dos ensaios de tra??o indicam tamb?m uma pequena redu??o da resist?ncia das amostras envelhecidas, em rela??o ao estado de entrega. Estes resultados de dureza e tra??o indicam que a m?xima resist?ncia pode ser obtida para tratamentos de envelhecimento por 5 h (2024) e entre 10 e 12 h (7075). Os resultados de tenacidade ? fratura mostram que n?o houve influ?ncia significativa dos tempos de envelhecimento de 8h, 10h, 16h e 24h sobre os valores de KICV para a liga 7075, apesar dos tratamentos de envelhecimento terem aumentado a tenacidade ? fratura em rela??o ao estado de entrega. Em rela??o ? liga 2024, nem todos os resultados de tenacidade ? fratura puderam ser validados em fun??o da trajet?ria de crescimento de trinca fora do regime de abertura (modo I), mesmo para corpos de prova de maiores dimens?es. Este resultado indica que os diferentes tratamentos de envelhecimento da liga 2024 atuaram no sentido de aumentar a tenacidade do material, elevando a amplitude dos eventos inel?sticos ? frente da trinca. / Heat treatable aluminum alloys may experience significant changes in mechanical properties
depending on heat treatment developed. Futhermore, a few works discuss about this
properties in underaged and overaged conditions, mainly about fracture toughness. Recently,
some researches showed that some aluminum alloys in underaged conditions may
indicate the self healing phenomenon, in other words, when streched mechanically, the
material could present a closure, or a reduction in crack growth ratio due local compressive
stress associated to dynamic precipitation. In this context, its valued the relationship
between fracture toughness, mechanical properties and heat treatment in two aluminum
alloys (2024-T351 e 7075-T651) when submitted to solubilization (480 ?C for 2,5h) and
artificial aging (145 ?C for 8h, 10h, 12h, 16h and 24h for 2024-S1 named first set and 7075;
and 190 ?C for 1h, 3h, 5h, 8h and 12h for 2024-S2, second set), obtaining underaged, peak
hardness and overaged conditions. The samples were featured using fracture toughness
tests with a chevron notch, K??? (ASTM E1304); tensile tests (ASTM E8/E8M) and Vickers
hardness (ASTM E 384). In structural aspects, this alloys were featured using optical
microscopy and scanning electron microscopy (SEM), in microstructural aspects, using
energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The micromechanisms of fracture surface on
chevron samples are showed using SEM. After results, hardness and ultimate tensile stress
showed maximum values between 3h and 5h (2024-S2) and approximately 10h and 12h
(7075). About 2024-S2 alloy, it is showed the phenomenon of dynamic precipitation in
delivery state, underaged and peak aged samples, due little peaks on stress-strain curves.
However, in 2024 first and second sets, all results cannot be valid because the samples
showed a significant change in fracture mode presenting a mix of mode I + mode II,
futhermore, thickness B is not sufficient for attend ASTM E 1304. The 7075 aluminum
alloy presented a distinguished behavior, showing independence in properties like fracture
toughness and hadness mainly in overaged conditions, because as the hardness value
increase in this condition, fracture toughness increased also. Besides that, K??? values
showed no much variation besides the different times of aging, despite this values are
much high than delivery state condition. About micromechanisms of fracture, all conditions
presented dimples, and cleavage fracture associated to coarse precipitates.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/21288 |
| Date | 06 May 2016 |
| Creators | Cavalcante, Felipe Fernandes |
| Contributors | 94086591634, http://lattes.cnpq.br/9769266691967919, Buschinelli, Augusto Jos? de Almeida, 30399564853, http://lattes.cnpq.br/9684649153800847, Peres, Mauricio Mhirdaui, 17536268890, http://lattes.cnpq.br/3068024292581677, Goldenstein, H?lio, 66959608872, http://lattes.cnpq.br/7081512949222824, Silva, Wanderson Santana da |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM CI?NCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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