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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Investigações sobre processos de fabricação de compósitos de liga de Al reforçados com macro e micro partículas cerâmicas
Title Alternative: Investigations on manufacturing processes of Al alloy composites reinforced with macro and micro ceramic particles
Author: Viana, Marina Ferraz, 1990-
Advisor: Robert, Maria Helena, 1953-
Abstract: Resumo: Este trabalho explora a possibilidade de fabricação de compósitos com teor gradativo de reforço, de matriz metálica de ligas de Al, empregando técnicas simples de fundição e tixoconformação e partículas de reforço cerâmicas de densidades distintas ¿ sempre observando o conceito de engenharia de baixo custo. Foram propostos três processos. Primeiro, foi empregada técnica de fundição no processamento de compósitos de liga AA 7075 reforçados com grânulos de WC ¿ fabricados com diferentes teores de reforço, temperaturas e tempos de processo. Segundo, compósitos AA 7075 / WC foram fabricados por meio de técnica de tixoconformação. Finalmente, uma técnica de tixoconformação foi utilizada para processar compósitos AA 2011 / Al2O3 / NaAlSi3O8, onde empregaram-se junto às partículas dois aditivos, pós de Al e de TiH2. A microestrutura dos produtos obtidos foi caracterizada. A influência dos parâmetros de processo sobre a qualidade do produto, em especial na distribuição do reforço na matriz e no que diz respeito a interações matriz/reforço, foi avaliada. A técnica de fundição empregada no processamento de compósitos AA 7075 / WC foi bem sucedida ¿ exceto pela mais extrema das condições investigadas. Foi observada a ocorrência de interação metalúrgica entre o Al no estado líquido e os grânulos de WC, evidenciada pela presença de camada de reação em torno dos grânulos de reforço. Essa camada é composta majoritariamente de Al e W e possui dureza intermediária quando comparada a matriz e aos grânulos de WC. No caso dos compósitos processados a temperatura mais alta, também foi observada a ocorrência de outros produtos de reação. A fabricação de compósitos AA 7075 / WC por tixoconformação também foi bem sucedida. Neste caso, foi observada a ocorrência de camada de reação distinta entre grânulos de WC e a matriz de Al. A técnica de tixoconformação empregada no processamento de compósitos reforçados com micro partículas de Al2O3 / NaAlSi3O8 foi bem sucedida, mediante a utilização de fração líquida de 80 %. Os aditivos empregados com as micro partículas influenciaram na sua distribuição no produto final - a adição de pó de Al favoreceu uma distribuição mais homogênea das partículas de reforço ao longo do volume do compósito, já a adição de TiH2 favoreceu a obtenção de uma estrutura com gradiente de distribuição de reforço

Abstract: This work explores the possibility of fabricating graded metal matrix composites from Al alloys by employing simple casting and thixoforming techniques and ceramic particles of distinct densities ¿ all observing the concept of low-cost engineering. Three processes were proposed. First, a casting technique was employed to process AA 7075 alloy composites reinforced with WC macro particles ¿ the composites were fabricated with different reinforcement contents, process temperatures and times. Secondly, AA 7075 / WC composites were fabricated by using a thixoforrming technique. Finally, a thixoforrming technique was used to process AA 2011 / Al2O3 / NaAlSi3O8 composites, where two additives were employed with the particles, Al and TiH2 powders. The microstructures of the products obtained were characterized. The influence of the process parameters over the product quality, especially over the reinforcement distribution in the matrix, and in which concerns interactions between reinforcements and matrix, was evaluated. The casting technique employed in the processing of AA 7075 / WC was well succeeded ¿ except by the most extreme of the investigated conditions. The occurrence of a metallurgical interaction between the Al in liquid state and the WC granules was observed, evinced by the presence of a reaction layer around the reinforcement granules. That layer was mostly composed of Al and W and it has intermediary hardness when compared to the matrix and the WC macro particles. In the case of the composites processed at higher temperatures, the occurrence of other reaction products was observed. The fabrication of AA 7075 / WC by thixoforrming was also well succeeded. In that case, the occurrence of a distinct reaction layer between WC granules and Al matrix was observed. The thixoforrming technique employed in the processing of composites reinforced with Al2O3 / NaAlSi3O8 micro particles was well succeeded when a liquid fraction of 80 % was used. The additives employed with the micro particles influenced in their distribution in the final product ¿ the addition of Al powder favoured a more homogeneous distribution of the reinforcement particles throughout the volume of the composite, whereas the addition of TiH2 favoured the attainment of a structure with a gradient in its reinforcement distribution
Subject: Fundição
Materiais compósitos
Cerâmica
Ligas de alumínio
Ferramentas de corte
Editor: [s.n.]
Citation: VIANA, Marina Ferraz. Investigações sobre processos de fabricação de compósitos de liga de Al reforçados com macro e micro partículas cerâmicas. 2017. 1 recurso online (227 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/322589>. Acesso em: 1 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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