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Tipo do documento: Dissertação
Título: Efeito dos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento na microestrutura e na resistência mecânica das ligas de alumínio A354 e 2024 fundidas
Título(s) alternativo(s): Effect of thermal treatments for solubilization and development on microstructure and mechanical resistance of cast aluminum alloys A354 and 2024
Autor: PERINOTI, Guilherme Rinaldi 
Primeiro orientador: RAMOS, Erika Coaglia Trindade
Primeiro coorientador: SOUZA, Renato Chaves
Primeiro membro da banca: REIS, Danieli Aparecida Pereira
Segundo membro da banca: RAMOS, Alfeu Saraiva
Resumo: O alumínio possui diversas aplicações em vários seguimentos do mercado. Na engenharia, como uma alternativa de material, três setores emergentes contribuíram para alavancar a aplicabilidade das ligas de alumínio em diversos setores, como no de eletricidade e equipamentos eletrônicos, automotivo, aeronáutico e aeroespacial. No setor automotivo, as ligas de alumínio em geral, são utilizadas em diferentes componentes da linha automotiva leve e pesada, como por exemplo: em motores a combustão, componentes de direção e amortecimento e turbo-compressor. A liga A354 é aplicada em rotores de turbo compressores, devido à sua baixa densidade e alta resistência mecânica. Existem algumas limitações de aplicações, por apresentarem um limite de resistência à tração, em torno de 390 MPa, o que torna inviável o seu uso, devido às solicitações recorrentes em um curto prazo de tempo, principalmente em veículos de perímetro urbano. Contudo, o presente trabalho objetivou a avaliação do efeito dos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento na microestrutura e nas propriedades mecânicas de tração das ligas A354 e 2024 fundidas à vácuo. As amostras da liga A354 fundidas foram tratadas por solubilização a 526° C por 10 h e envelhecidas por 160°C por 10h. Para as amostras da liga 2024 fundida, os tratamentos de solubilização foram realizados a 490° C, 500° C e 510°C e mantidas 1 h, e resfriadas em água, e os tratamentos de envelhecimento foram realizados nas temperaturas de 190°C, 200°C e 210°C por 1 h, por períodos de 1 h, 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 12 h, 24 h e 48 h. Posteriormente, os corpos de prova foram resfriados ao ar. Os procedimentos para análise das amostras das ligas A354 e 2024, foram constituídos por análise de composição química, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva, difratometria de raios X, análise térmica, dureza e ensaio de tração. Os resultados indicaram que a liga A354 solubilizada a 526 °C e envelhecida a 160 °C por 10 h, não apresentou aumento no limite de resistência à tração. A liga 2024 solubilizada a 510° C / 1 h e envelhecida a 210°C por 1 h, apresentou maior limite de resistência à tração, quando comparado com a liga A 354, alcançando um limite de resistência à tração de 460 MPa. A liga 2024 apresenta potencial para substituição da liga A 354 atualmente aplicada para a produção de rotores de turbo compressores.
Abstract: Aluminum has several applications in various segments of the market. In engineering, as a material alternative, three emerging sectors contributed to leverage the applicability of aluminum alloys in several sectors, such as electricity and electronic equipment, automotive, aeronautics and aerospace. In the automotive sector, aluminum alloys in general are used in different components of the light and heavy automotive line, for example: in combustion engines, steering and damping components and turbo-compressor. The A354 alloy is used in turbocharger rotors, due to its low density and high mechanical resistance. There are some application limitations, as they present a limit of tensile strength, around 390 MPa, which makes its use impracticable, due to the recurring requests in a short period of time, mainly in urban perimeter vehicles. However, the present work aimed to evaluate the effect of heat treatments of solubilization and aging on the microstructure and on the mechanical tensile properties of the A354 and 2024 vacuum-cast alloys. The samples of the molten A354 alloy were treated by solubilization at 526°C for 10 h and aged at 160°C for 10 h. For the samples of the molten 2024 alloy, the solubilization treatments were carried out at 490 ° C, 500°C and 510°C and maintained for 1 h, and cooled in water, and the aging treatments were carried out at temperatures of 190°C, 200°C and 210°C for 1 h, for periods of 1 h, 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 12 h, 24 h and 48 h. Subsequently, the specimens were cooled in the air. The procedures for analyzing the samples of alloys A354 and 2024, consisted of chemical composition analysis, optical microscopy, scanning electron microscopy, dispersive energy spectroscopy, X-ray diffraction, thermal analysis, hardness and tensile test. The results indicated that the A354 alloy solubilized at 526°C and aged at 160°C for 10 h, did not show an increase in the tensile strength limit. The alloy 2024 solubilized at 510°C / 1 h and aged at 210°C for 1 h, presented a higher limit of tensile strength when compared to alloy A 354, reaching a limit of tensile strength of 460 MPa. Alloy 2024 has the potential to replace alloy A354 currently applied for the production of turbocharger rotors.
Palavras-chave: Ligas de alumínio.
Resistência de materiais.
Metais - Tratamento térmico.
Microscopia.
Microestrutura.
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: PERINOTI, Guilherme Rinaldi. Efeito dos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento na microestrutura e na resistência mecânica das ligas de alumínio A354 e 2024 fundidas. 2020. 78 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2177
Data de defesa: 18-Mar-2020
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