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Type: TESE
Title: Correlações entre variáveis térmicas, microestrutura e propriedades mecânicas das ligas Al-4%Cu e Al-4%Cu-4%Ag solidificadas em regime transitório
Title Alternative: Correlations among thermal variables, microstructure and mechanical properties of Al-4wt%Cu and Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloys solidified under unsteady state
Author: Faria, Jonas Dias, 1984-
Advisor: Cheung, Noé, 1974-
Abstract: Resumo: Diversas aplicações industriais, tais como aquelas típicas dos setores automotivo e aeronáutico, que necessitam de resistência mecânica, utilizam ligas do sistema Al-Cu. As ligas do sistema ternário Al-Cu-Ag são empregadas como modelo para o estudo de ligas eutéticas ternárias, além do uso em certo número de aplicações técnicas, como a soldagem em alta temperatura de Al com liga Ag-Cu. Entretanto, não consta na literatura o estudo dos efeitos, em ligas do sistema Al-Cu solidificadas em regime transitório, nos parâmetros microestruturais e nas propriedades mecânicas em decorrência da adição de Ag. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho consiste na investigação dos efeitos da adição de 4%Ag nos parâmetros de solidificação: velocidade de crescimento (VL) e taxa de resfriamento (?), na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga Al-4%Cu solidificada unidirecionalmente no sentido vertical ascendente em regime transitório. São apresentadas leis experimentais para as ligas Al-4%Cu e Al-4%Cu-4%Ag que correlacionam os espaçamentos dendríticos primário (?1), secundário (?2) e terciário (?3) com VL e ?. Foram realizadas análises de difração de raios-X para a caracterização das fases cristalinas presentes na microestrutura das ligas. O difratograma da liga binária detectou a presença dos intermetálicos ?-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 e Al6Fe e, para o caso da liga ternária, adicionalmente foi detectado o intermetálico ?-Ag3Al. Composições químicas de regiões do contorno da dendrita, assim como de seu interior, foram obtidas com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura acoplado a um sistema de análise por energia dispersiva. Diversas posições ao longo do lingote foram analisadas através da técnica de fluorescência de raios-X com objetivo de determinar o perfil de macrosegregação. Constatou-se que a microdureza não é influenciada pela variação tanto em ?1 quanto em ?2 da liga Al-4%Cu. Os intermetálicos ?-Ag2Al e ?-Ag3Al são responsáveis pelo aumento de dureza devido a sua interação com ?3 e outros intermetálicos. Observou-se que a liga Al-4%Cu-4%Ag apresentou limite de resistência à tração (?u), limite de escoamento (?e) e alongamento específico (?) superiores aos da liga Al-4%Cu

Abstract: Al-Cu alloys are used in several industrial applications, such as automotive and aerospace manufacturing, which demand mechanical strength performance. The Al-Cu-Ag ternary alloy system has been investigated to obtain a better understanding on ternary eutectic alloys besides its inherent applications, such as the high temperature soldering of Al with Ag-Cu alloy. However, studies concerning the effects on microstructure and hardness due to Ag addition on Al-Cu alloys solidified under transient conditions, are not found in literature. In this sense, the main objective of this work consists of investigating the solidification parameters such as growth (VL) and cooling (?) rate, microstructure and mechanical properties regarding the effects of adding 4wt% Ag on a Al-4wt%Cu alloy directionally solidified vertically upwards under unsteady-state solidification conditions. Experimental growth laws correlating the primary (?1), secondary (?2) and tertiary (?3) dendritic spacings with VL and ? are proposed for Al-4wt%Cu and Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloys. X-ray diffraction analyses were performed in order to determine the crystalline phases present in the alloys microstructure. The diffractogram of the binary alloy detected the presence of ?-Al2Cu, Al-Cu, Al4Cu9 and Al6Fe intermetallics and, for the case of the ternary alloy, the ?-Ag3Al intermetallic was detected too. Chemical compositions at the boundary regions of the dendrite, as also inside the dendrite, were obtained using a scanning electron microscope connected to an energy-dispersive spectrometer system. Several positions along the ingot were analyzed through the X-ray fluorescence technique permitting the determination of macrosegregation profile. It is shown that the microhardness is not influenced by the variation in ?1 as well as in ?2 of the Al-Cu alloy. The ?-Ag2Al and ?-Ag3Al intermetallics are responsible for the hardness increase due to the interaction with ?3 and other intermetallics. It was observed that the Al-4wt%Cu-4wt%Ag alloy exhibited yield (?e), ultimate tensile strength (?u) and elongation (?) superior to the Al-4wt%Cu ones
Subject: Solidificação
Ligas de alumínio
Microestrutura
Propriedades mecânicas
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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