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

dc.contributor.advisorZoqui, Eugênio José
dc.contributor.authorBeil, Wendel Leme
dc.contributor.refereeCremasco, Alessandra
dc.contributor.refereeFerreira, Itamar
dc.contributor.refereeÁvila Diaz, Julian Arnaldo
dc.contributor.refereeFals, Hipólito Domingo Carvajal
dc.date.accessioned2024-02-08T16:57:24Z
dc.date.available2024-02-08T16:57:24Z
dc.date.issued2023-11-28
dc.description.abstractA 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.
dc.description.abstract2The technology for processing metals in the semi solid state is in a small application niche, an important factor for this condition is the lack of information regarding applications with cyclic loading in alloys used in this type of processing. The present work aims to contribute to this development by studying the fatigue behavior of the Al-6.0wt%Si-2.5wt%Cu alloy under as-cast, as-cast+T6 conditions, thixoforged at 60% liquid fraction, 30s and 60s of globularization and heat treated T6. To achieve this objective, this work presents the development of the equipment necessary to manufacture the ingots, as well as the matrix used in the thixoforging of the studied alloy. The combination of grain refining techniques, consisting of electromagnetic agitation with an Al-5wt%Ti-1wt%B grain refiner, proved to be effective, producing ingots with grains of reduced size, 112±26μm, representing a reduction of more than 100% in relation to the size of the grains obtained without using any technique, 263±65μm. The results show that the alloy under study can be thixoforged using a tension 4 to 6 times lower than the yield strenghtbof the material, producing thixoforged products with a homogeneous microstructure and chemical composition, with a maximum of 0.7% porosity. . The results also showed that thixoforging promotes fragmentation of casting defects, shrinkages and gas porosities. Thixoforged products, when subjected to T6 heat treatment, show an increase in hardness of around 30%, when using 4 hours and 10 hours of solubilization and aging, respectively. In the tensile test, the thixoforged condition at 30s+T6 presented 362±17.4MPa/213.2±35.3MPa/4.5±0.8MPa and the 60s+T6 condition presented 291.5±20.7MPa/ 178.8±0.9MPa/4.2±0.9MPa, respectively for Su/YS/ε%, which presented the best results. In the fatigue tests, the thermally treated conditions T6 were those that presented the best results, presenting the average estimate of fatigue resistance, for 107 cycles, 𝜇̂𝑦= 98.36MPa and 𝜇̂𝑦= 95.50MPa, respectively for the conditions thixoforged in times of 30s and 60s of globularization. The relationship between 𝜇̂𝑦/Su for the conditions30s+T6 and 60s+T6 were in the order of 0.27 and 0.33. Fractography studies showed the strong influence of casting defects, gas porosities and shrinkage voids, existing on the surface of the specimens.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.bibliographicCitationBEIL, Wendel Leme. Comportamento em fadiga da liga Al-6,0wt%Si-2,5wt%Cu tixoforjada e tratada termicamente T6. 236 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, 2023.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifsp.edu.br/handle/123456789/464
dc.identifier2.lattes7277489732840662
dc.publisherUNICAMP
dc.publisher.campiITAQUAQUECETUBA
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subject.keywordsTixoforjamento
dc.subject.keywordsFadiga
dc.subject.keywordsSuperfícies de Fratura
dc.titleComportamento em fadiga da Liga Al-6,0wt%Si-2,5wt%Cu tixoforjada e tratada termicamente T6
dc.title.alternativeFatigue behavior of Al-6.0wt%Si-2.5wt%Cu thixoforged and heat treated T6 alloy
dc.typeTeses e Dissertações
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