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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Efeito dos parâmetros térmicos na microestrurura e microdureza da liga Al7Si0.3Mg (0.15Fe) via solidificação horizontal transiente
metadata.dc.creator: LIMA, José Otávio Monteiro de
metadata.dc.contributor.advisor1: ROCHA, Otávio Fernandes Lima da
metadata.dc.description.resumo: A crescente demanda por redução do peso dos veículos nas indústrias automotiva e aeroespacial aumentou a necessidade de desenvolver ligas estruturais melhoradas à base de alumínio. Assim, neste trabalho, realizou-se experimentos de solidificação horizontal com a liga Al-7%Si-0,3%Mg. Para tanto, um dispositivo de solidificação direcional horizontal refrigerado a água foi desenvolvido e usado. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando técnicas tradicionais de metalografia, microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV). O software Thermo-Calc foi utilizado para gerar o caminho de solidificação da liga investigada com adição de 0,15% de Fe (fração de massa). Os efeitos dos parâmetros térmicos, como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus(VL), taxa de resfriamento (TR) e tempo local de solidificação (tSL) na formação da macroestrutura e na evolução da microestrutura dendrítica foram investigados. Uma transição macroestrutural colunar/equiaxial (TCE) foi encontrada para valores de VL e TRvariando de 0,82 a 0,98 mm/se 1,71 a 2,55 °C/s, respectivamente. A microestrutura foi caracterizada pela medida dos espaçamentos dendríticosprimário, secundário e terciário(1, 2 e 3, respectivamente). Leis experimentais de 1,2 e 3 = f (VL, TR) e 2 = f (tSL) foram propostas. Caracterização microestrutural por microscopia ótica, mapeamento de elementospor MEV/EDS e microanálise das composições pontuais de EDS permitiram observar a presença de uma fase dendrítica rica em Al (Al (α)) com segundas fases interdendríticas compostas de uma mistura eutética: Al(α- eutético) + Si + Al8Mg3FeSi6 () + Mg2Si (). Ensaio de microdureza foi realizado no centro do dendrita, fase rica em Al, e na região interdendrítica. Maiores valores de HV foram observados na mistura eutética. Uma análise comparativa com trabalhos da literatura para ligas binárias e ternárias da série Al-7%Si+(0,3%Mg) (fração mássica) foi elaborada.
Abstract: The increasing demand for reducing vehicle weight in the automotive and aerospace industries has raised the need to develop improved structural aluminum-based alloys. Thus, horizontal solidification experiment with the Al−7wt%Si−0.3wt%Mg (0.15wt%Fe) (mass fraction) alloy was carried out. A water-cooled horizontal directional solidification device was developed and used. Microstructural characterization was carried out using traditional techniques of metallography, optical and SEM microscopy. The Thermo−Calc software was used to generate the solidification path of the investigated alloy with addition of 0.17% Fe (mass fraction). The effects of the thermal parameters such as the growth rate (VL), cooling rate (TC) and solidification local time (tSL) on the formation of the macrostructure and on the dendritic microstructure evolution were evaluated. A columnar to equiaxed transition (CET) was found for VL and TC values from 0.82 to 0.98 mm/s and from 1.71 to 2.55 °C/s, respectively. The microstructure was characterized by the measurement of the primary secondary and tertiary dendrite arm spacings (1, 2 and 3, respectively). Experimental laws of 123 = f (VL, TC) and 2 =f (tSL) were proposed. Microstructural characterization by optical microscopy, SEM/EDS elemental mapping and microanalysis of the punctual EDS compositions allowed to observe the presence of an Al-rich dendritic phase (Al()) with interdendritic phases second composed of an eutectic mixture: Al(-eutectic) + Si +Al8Mg3FeSi6() + Mg2Si(). Microhardness test has been performed in the center of the dendrite (Al-rich phase) and the interdendritic region. Higher HV values were observed within the eutectic mixture. A comparative analysis with works from literature for binary and ternary alloys of the series Al-7%Si-(0.3% Mg) (mass fraction) has been elaborated.
Keywords: Liga fundida de alumínio
Solidificação horizontal transiente
Microestrutura dendrítica
Fase intermetálica
Microdureza
Cast aluminum alloy
Transient horizontal solidification
Dendritic microstructure
Intermetallic phase
Microhardness
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará
metadata.dc.publisher.initials: IFPA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
Citation: LIMA, José Otávio Monteiro de. Efeito dos parâmetros térmicos na microestrurura e microdureza da liga Al7Si0.3Mg (0.15Fe) via solidificação horizontal transiente. 2018. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia de Materiais) - Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia, Belém, 2018. Disponível em: http://10.0.2.15:8080/jspui/handle/prefix/212. Acesso em:
metadata.dc.rights: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ifpa.edu.br/jspui/handle/prefix/212
Issue Date: 29-Jun-2018
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