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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Caracterização microestrutural e mecânica de compósito Al/Si com aplicações nas indústrias aeronáutica e automobilística
Title Alternative: Microstructural and mechanical characterization of Al/Si composite applications in the aeronautical and automotive industries
Author: Bonatti, Rodrigo da Silva, 1982-
Advisor: Osorio, Wislei Riuper Ramos, 1974-
Abstract: Resumo: Na metalurgia do pó existem vários formatos de partículas com geometria irregular de diferentes materiais metálicos, onde são compactados e sinterizados para a obtenção de peças com variadas propriedades. A alteração de fatores (tamanho de grãos, pressão de compactação, temperatura/tempo de sinterização), no processo de fabricação pode afetar drasticamente a microestrutura gerada. A microestrutura é responsável pelas propriedades que o material irá responder quando colocado à prova. Com base nisso e com o intuito de aperfeiçoar um compósito para a utilização em peças e fuselagens de aeronaves e no setor automobilístico, esta investigação busca dar um possível compósito substituto àquele formado por Al/SiC, onde o custo, dificuldades de processamento e homogeneidade microestrutural, associados à alta taxa de compressão dificultam a ampla utilização. Neste estudo, os experimentos foram realizados com três diferentes concentrações de pós de silício comercialmente puro (i.e. 2,5%, 5,0% e 7,5%), as pressões de compactação foram de 760 e 145 MPa e realizadas por processo uniaxial de ação simples. Os corpos de prova foram sinterizados em 560 ºC em lotes com uma hora na temperatura alvo no forno com atmosfera inerte por gás argônio. Com a variedade de testes foi possível propiciar uma análise comparativa para apontar qual seria o melhor tratamento juntamente com o teor de silício para componentes aplicados nas indústrias aeronáutica e automobilística. Observações e caracterização microestrutural utilizando técnicas de MEV e de DRX foram também realizadas e discutidas. Ensaios de densidades auxiliaram na determinação das variações das densidades na compactação e após sinterização corroborando com o entendimento das variáveis de processo, microestrutura resultante e propriedade mecânica correlata obtidas. Os resultados mostraram um aumento na resistência à tração com o aumento na porcentagem de Si. Por outro lado o aumento de Si influi no nível de densificação à verde e sinterizado. Na densificação observou-se uma recuperação na densidade das amostras com teores de Si mais concentrados após sinterização em relação às amostras compactadas com menor teor de Si

Abstract: In powder metallurgy, a number of particles shapes with irregular geometry from different metallic materials are constituted. These are compacted and sintered to obtain parts with distinctive properties. The resulting microstructure arrays are drastically affected when parameters such as the grain size, compaction pressure, temperature/sintering time are modified. The microstructure is responsible for the properties that the material will respond to when tested. Based on this and in order to improve a composite for use in aircraft parts, fuselages and into the automotive sector, this investigation is focused on the evaluation of a possible substitute composite to replaced with a Al/SiC commonly used. The manufacturing cost, operational restrictions, and microstructural homogeneity associated with the high compression ratio constitute drawbacks to be widely used. In this study, the experiments were carried out with three distinct concentrations of commercially pure silicon powders (i.e. 2.5%, 5.0% and 7.5%). An uniaxial process of simple action was applied in order to provide the compaction pressures of 760 and 145 MPa. The specimens were sintered at 560 °C in batches with one hour at the target temperature into a furnace under an inert argon atmosphere controlled. A comparative analysis was carried out indicating the best sintering conditions associated with Si content in order to the aerospace and automobile be applied. SEM and XRD techniques were used to charaterize the examined samples. Density mesurements before and after sintering have corroborated with the understanding of the process variables, the resulting microstructure and mechanical properties evaluated. The results have shown an increase in the tensile strength with the increase in Si content. On the other hand, the Si content increased has affected the compaction capacity. The densification measurements have shown that a recovery in desification of the examined samples with the increase in Si content was attained. Thus, those sintered samples with higher Si content have revealed higher densification than those with lower Si content
Subject: Compósitos
Microestrutura
Processos de fabricação
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: BONATTI, Rodrigo da Silva. Caracterização microestrutural e mecânica de compósito Al/Si com aplicações nas indústrias aeronáutica e automobilística. 2018. 1 recurso online (136 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FT - Tese e Dissertação

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