Comportamento em fadiga da Liga Al-6,0wt%Si-2,5wt%Cu tixoforjada e tratada termicamente T6

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Data
2023-11-28
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UNICAMP

Resumo

A tecnologia de processamento de metais no estado semissólido encontra-se em um pequeno nicho de aplicação, um importante fator para tal condição é a carência de informações referentes a aplicações com carregamentos cíclicos em ligas utilizadas neste tipo de processamento. O presente trabalho visa contribuir para este desenvolvimento por meio do estudo do comportamento em fadiga da liga Al-6,0wt%Si-2,5wt%Cu nas condições as cast, as cast+T6, tixoforjada a 60% de fração líquida, a 30s e 60s de globularização e tratada termicamente T6. Para atingir este objetivo, este trabalho apresenta o desenvolvimento do equipamento necessário para a fabricação dos lingotes, bem como da matriz utilizada no tixoforjamento da liga estudada. A combinação de técnicas de refino de grãos, constituída pela agitação eletromagnética com refinador de grão Al-5wt%Ti-1wt%B, mostrou-se eficaz, produzindo lingotes com grãos de tamanho reduzido, 112±26μm, representando uma redução em mais de 100% em relação ao tamanho dos grãos obtidos sem a utilização de nenhuma técnica, 263±65μm. Os resultados mostram que a liga em estudo pode ser tixoforjada utilizando-se uma tensão de 4 a 6 vezes menor do que o limite de escoamento do material, produzindo produtos tixoforjados com microestrutura e composição química homogênea, com no máximo 0,7% de porosidade. Os resultados também mostraram que o tixoforjamento promove fragmentação dos defeitos de fundição, shrinkages e porosidades de gás. Os produtos tixoforjados quando submetidos ao tratamento térmico T6 apresentam um aumento de dureza em cerca de 30%, quando utilizados os tempos de 4 horas e 10 horas de solubilização e envelhecimento, respectivamente. No ensaio de tração a condição tixoforjada a 30s+T6 apresentou, 362±17,4MPa/213,2±35,3MPa/4,5±0,8MPa e a condição 60s+T6 apresentou, 291,5±20,7MPa/178,8±0,9MPa/4,2±0,9MPa, respectivamente para LRT/LE/AL% as quais apresentaram os melhores resultados. Nos ensaios de fadiga, as condições tratadas termicamente T6, foram as que apresentaram os melhores resultados, apresentando a estimativa média de resistência à fadiga, para 107 ciclos, 𝜇̂𝑦= 98,36MPa e 𝜇̂𝑦= 95,50MPa, respectivamente para as condições tixoforjadas nos tempos de 30s e 60s de globularização. A relação entre 𝜇̂𝑦/𝐿𝑅𝑇 para as condições 30s+T6 e 60s+T6 foram nesta ordem de 0,27 e 0,33.Os estudos de fratografia mostraram a forte influência dos defeitos de fundição, porosidades de gás e vazios de contração, existentes na superfície dos corpos de prova.


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