Solidificação, microestrutura e propriedades mecânicas da liga de alumínio 6061 com 1,4%p Fe processada por conformação por spray e extrusão a quente
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Data de Publicação: | 2017 |
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Resumo: | The 6xxx series aluminum alloys are wrought alloys which belongs to the MgSi class and can be heat treated, have a good workability and a good mechanical resistance / weight ratio. A great challenge is to avoid impurity elements in the aluminum alloys, like iron during the recycling cycle. The main effects of this type of elements are the formation of a coarsed microstructure and the nucleation of undesired intermetallic phases with a morphology that acts as stress concentrations and decreases the mechanical properties. The aluminum alloys that contains Fe are considered complex due to a range of intermetallic compound that can be formed. Due to the chemical composition of this alloy, this work will give some attention to intermetallic phases formed with low Fe content, like α-Al8Fe2Si phase and β-Al9Fe2Si2 phase. This study analyzed the solidification, microstructure and mechanical properties of an AA6061 aluminum alloy with 1.4%wt. of iron content produced by spray forming and hot extrusion, with the purpose of developing an recycling route that allows mechanical processing of the aluminum alloys with high Fe contamination. During the analysis of solidification and microstructure, it was noticed that the spray forming process change the alloy’s solidification path, also altering the morphology of the present phases. The mechanical characterization allowed the understanding of the effects caused by the contamination of iron on the mechanical properties of the alloy studied. |
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The main effects of this type of elements are the formation of a coarsed microstructure and the nucleation of undesired intermetallic phases with a morphology that acts as stress concentrations and decreases the mechanical properties. The aluminum alloys that contains Fe are considered complex due to a range of intermetallic compound that can be formed. Due to the chemical composition of this alloy, this work will give some attention to intermetallic phases formed with low Fe content, like α-Al8Fe2Si phase and β-Al9Fe2Si2 phase. This study analyzed the solidification, microstructure and mechanical properties of an AA6061 aluminum alloy with 1.4%wt. of iron content produced by spray forming and hot extrusion, with the purpose of developing an recycling route that allows mechanical processing of the aluminum alloys with high Fe contamination. During the analysis of solidification and microstructure, it was noticed that the spray forming process change the alloy’s solidification path, also altering the morphology of the present phases. The mechanical characterization allowed the understanding of the effects caused by the contamination of iron on the mechanical properties of the alloy studied.As ligas de Alumínio da série 6xxx são ligas para conformação mecânica que pertencem a classe MgSi, podem ser tratada termicamente, possuem boa trabalhabilidade e ótima relação resistência/peso, assim como a grande maioria das ligas de alumínio. Um dos maiores desafios encontrados na reciclagem de ligas de alumínio é a incorporação de uma grande quantidade de impurezas no alumínio durante a sua vida útil e seus ciclos de reciclagem, principalmente o ferro. O principal efeito destas impurezas é, a formação de fases indesejadas, normalmente compostos intermetálicos com morfologia assimétrica, que atuam como eficientes concentradores de tensões, fragilizando a liga e degradando suas propriedades mecânicas, fazendo com que processos de conformação mecânica em ligas de alumínio recicladas sejam evitados. As ligas de alumínio que incorporam Fe, são consideradas complexas devido a uma gama de compostos intermetálicos que podem se formar dependendo das condições de processamento. Devido à composição do modelo de liga estudado, este trabalho prestou atenção especial aos intermetálicos que se formam na presença de Fe, como as fases α-Al8Fe2Si e β-Al9Fe2Si2. Esse estudo analisou a solidificação, microestrutura, e propriedades mecânicas de um modelo da liga 6061 com adição de 1,4 % p de Fe, conformada por spray seguido de extrusão a quente, com o objetivo de desenvolver uma rota de reciclagem que permita o processamento mecânico mesmo com altas contaminações de Fe. Durante a análise da solidificação e microestrutura, constatou-se que a conformação por spray alterou o caminho de solidificação da liga processada, alterando também a morfologia da fase presente. A caracterização mecânica permitiu entender os efeitos da contaminação por ferro sobre as propriedades mecânicas da liga estudada.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 148272/2016-9porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarConformação por sprayLigas da série 6000Caminho de solidificaçãoSpray formingAluminum alloysSolidification pathENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICASolidificação, microestrutura e propriedades mecânicas da liga de alumínio 6061 com 1,4%p Fe processada por conformação por spray e extrusão a quenteSolidification, microstructure and mechanical properties of aluminum alloy 6061 with 1.4 % wt of Fe processed by spray forming and hot extrusioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOnline600453733ad-53d2-45f3-a7af-8e048abbe83ainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10115/3/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD53ORIGINALPEREIRA_Leandro_2018.pdfPEREIRA_Leandro_2018.pdfapplication/pdf5993461https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10115/4/PEREIRA_Leandro_2018.pdfa7237833fd3e854b51be8dfe0517f139MD54TEXTPEREIRA_Leandro_2018.pdf.txtPEREIRA_Leandro_2018.pdf.txtExtracted texttext/plain121955https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10115/5/PEREIRA_Leandro_2018.pdf.txtc7fadd553704cfc6014bce2270395c98MD55THUMBNAILPEREIRA_Leandro_2018.pdf.jpgPEREIRA_Leandro_2018.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6602https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/10115/6/PEREIRA_Leandro_2018.pdf.jpg773954186d91b7c007eac704ae2d1153MD56ufscar/101152023-09-18 18:31:15.434oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:15Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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