Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324 |
Resumo: | Ternary Al-15%Cu-7%Si and Al-22%Cu-7%Si alloys specimens were obtained by transient directional solidification (DS). This technique is able to provide a very large range of cooling rates and microstructures to be correlated to each other. Overall the microstructures of the directionally solidified samples are constituted by an α -Al dendritic matrix surrounded by two eutectic, that is a binary eutectic, consisting of Si and α -Al, and a bimodal eutectic consisting of cellular type binary eutectic colonies (α-Al + Al2Cu) in a ternary eutectic matrix consisting of (α -Al + Al2Cu + Si). Specially in the case of the Al-22%Cu-7%Si alloy, primary Si particles were also observed. A complete analysis of the dendritic length scale was performed so that relationships of primary and secondary dendritic spacing with cooling rate and growth rate could be derived. The mean dendritic spacing of the DS samples varied: from 85 to 337 μm (λ1) / from 5,7 to 17,7 μm (λ2)/ from 5,5 to 1 7,3 μm (λ3) and from 93,6 to 249 μm (λ1) / from 9,8 to 18,1 μm (λ2) / from 6,6 to 15,1 μm (λ3) for the Al-15wt.%Cu-7wt.%Si and Al-22wt.%Cu-7wt.%Si, respectively. Higher tensile and compressive strengths are associated with the DS alloy containing lower copper content. Furthermore, mechanical properties have been determined for various samples related to different dendritic spacing values so that Hall-Petch type equations could be proposed. |
id |
SCAR_ea613093176b9071ebe73a44b0c6c783 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/11324 |
network_acronym_str |
SCAR |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
repository_id_str |
4322 |
spelling |
Gouveia, Guilherme Lisboa deSpinelli, José Eduardohttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925Afonso, Conrado Ramos Moreirahttp://lattes.cnpq.br/2176215981291453http://lattes.cnpq.br/959949747628127937260bc4-ff9c-4f45-8e83-530d46f88e002019-04-26T19:21:50Z2019-04-26T19:21:50Z2019-02-26GOUVEIA, Guilherme Lisboa de. Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324Ternary Al-15%Cu-7%Si and Al-22%Cu-7%Si alloys specimens were obtained by transient directional solidification (DS). This technique is able to provide a very large range of cooling rates and microstructures to be correlated to each other. Overall the microstructures of the directionally solidified samples are constituted by an α -Al dendritic matrix surrounded by two eutectic, that is a binary eutectic, consisting of Si and α -Al, and a bimodal eutectic consisting of cellular type binary eutectic colonies (α-Al + Al2Cu) in a ternary eutectic matrix consisting of (α -Al + Al2Cu + Si). Specially in the case of the Al-22%Cu-7%Si alloy, primary Si particles were also observed. A complete analysis of the dendritic length scale was performed so that relationships of primary and secondary dendritic spacing with cooling rate and growth rate could be derived. The mean dendritic spacing of the DS samples varied: from 85 to 337 μm (λ1) / from 5,7 to 17,7 μm (λ2)/ from 5,5 to 1 7,3 μm (λ3) and from 93,6 to 249 μm (λ1) / from 9,8 to 18,1 μm (λ2) / from 6,6 to 15,1 μm (λ3) for the Al-15wt.%Cu-7wt.%Si and Al-22wt.%Cu-7wt.%Si, respectively. Higher tensile and compressive strengths are associated with the DS alloy containing lower copper content. Furthermore, mechanical properties have been determined for various samples related to different dendritic spacing values so that Hall-Petch type equations could be proposed.Amostras das ligas de Al-15%Cu-7%Si e Al-22%Cu-7%Si foram produzidas por solidificação direcional em regime transiente de extração de calor. Esta técnica é capaz de produzir um amplo espectro de taxas de resfriamento e microestruturas, os quais podem ser correlacionados entre si. De forma geral as microestruturas das amostras solidificadas direcionalmente obtidas foram constituídas de fase α -Al na forma dendrítica circundada por dois tipos de eutéticos, um binário, composto por α-Al + Si, e um eutético bimodal, composto por colônias eutéticas binárias (α-Al + Al2Cu), dispostas em uma matriz eutética ternária, constituída por α -Al + Al2Cu + Si. Especialmente no caso da liga Al-22%Cu-7%Si, foi observada a ocorrência de partículas de Si primário. Uma análise completa sobre o dimensionamento dos espaçamentos dendríticos foi realizada no intuito de determinar relações entre espaçamento dendrítico primário e secundário com taxa de resfriamento e velocidade de deslocamento da isoterma liquidus. Os espaçamentos dendríticos médios das amostras direcionalmente solidificadas variaram: de 85 à 337 μm (λ1) / de 5,7 à 17,7 μm (λ2)/ de 5,5 à 17,3 μm (λ3) e de 93,6 à 249 μm (λ1) / de 9,8 à 18,1 μm (λ2) / de 6,6 à 15,1 μm (λ3) para as ligas Al-15%Cu-7%Si e Al-22%Cu-7%Si, respectivamente. As maiores resistência à tração e à compressão foram visualizadas na ligas direcionalmente solidificadas com menor concentração de Cu devido à capacidade das dendritas de Al acomodar tensão e dificultar a propagação de microtrincas. Além disso, propriedades mecânicas foram determinadas para várias amostras e relacionadas a diferentes valores de espaçamentos dendríticos por meio da proposição de equações tipo Hall-Petch.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CNPq: 132492/2017-2FAPESP: 2017/12741-6porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarLigas Al-Cu-SiEutético bimodalSolidificação direcionalMicroestruturaPropriedades mecânicasAl-Cu-Si alloysBimodal eutecticSolidificationMicrostructureMechanical propertiesENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAAnálise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%SiMicrostructure, thermal parameters and mechanical properties analysis in the solidification of high copper Al-(x)%Cu-7%Si alloysinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOnline8fc158b0-a390-45b3-a0bc-c39839f98f75info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALGuilherme Lisboa de Gouveia - Dissertação.pdfGuilherme Lisboa de Gouveia - Dissertação.pdfapplication/pdf9204999https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/1/Guilherme%20Lisboa%20de%20Gouveia%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf41e799d147cce2d762c27024954b7d0cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/3/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD53TEXTGuilherme Lisboa de Gouveia - Dissertação.pdf.txtGuilherme Lisboa de Gouveia - Dissertação.pdf.txtExtracted texttext/plain207469https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/4/Guilherme%20Lisboa%20de%20Gouveia%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.txt14c99ef08b1dab563005f0c9983a73b4MD54THUMBNAILGuilherme Lisboa de Gouveia - Dissertação.pdf.jpgGuilherme Lisboa de Gouveia - Dissertação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6792https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/5/Guilherme%20Lisboa%20de%20Gouveia%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.jpg3b744fdb091cd641561a191e878fcd96MD55ufscar/113242023-09-18 18:31:22.2oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:22Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Microstructure, thermal parameters and mechanical properties analysis in the solidification of high copper Al-(x)%Cu-7%Si alloys |
title |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
spellingShingle |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si Gouveia, Guilherme Lisboa de Ligas Al-Cu-Si Eutético bimodal Solidificação direcional Microestrutura Propriedades mecânicas Al-Cu-Si alloys Bimodal eutectic Solidification Microstructure Mechanical properties ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA |
title_short |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
title_full |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
title_fullStr |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
title_full_unstemmed |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
title_sort |
Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si |
author |
Gouveia, Guilherme Lisboa de |
author_facet |
Gouveia, Guilherme Lisboa de |
author_role |
author |
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9599497476281279 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Gouveia, Guilherme Lisboa de |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Spinelli, José Eduardo |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8882038118634925 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Afonso, Conrado Ramos Moreira |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2176215981291453 |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
37260bc4-ff9c-4f45-8e83-530d46f88e00 |
contributor_str_mv |
Spinelli, José Eduardo Afonso, Conrado Ramos Moreira |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Ligas Al-Cu-Si Eutético bimodal Solidificação direcional Microestrutura Propriedades mecânicas |
topic |
Ligas Al-Cu-Si Eutético bimodal Solidificação direcional Microestrutura Propriedades mecânicas Al-Cu-Si alloys Bimodal eutectic Solidification Microstructure Mechanical properties ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Al-Cu-Si alloys Bimodal eutectic Solidification Microstructure Mechanical properties |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA |
description |
Ternary Al-15%Cu-7%Si and Al-22%Cu-7%Si alloys specimens were obtained by transient directional solidification (DS). This technique is able to provide a very large range of cooling rates and microstructures to be correlated to each other. Overall the microstructures of the directionally solidified samples are constituted by an α -Al dendritic matrix surrounded by two eutectic, that is a binary eutectic, consisting of Si and α -Al, and a bimodal eutectic consisting of cellular type binary eutectic colonies (α-Al + Al2Cu) in a ternary eutectic matrix consisting of (α -Al + Al2Cu + Si). Specially in the case of the Al-22%Cu-7%Si alloy, primary Si particles were also observed. A complete analysis of the dendritic length scale was performed so that relationships of primary and secondary dendritic spacing with cooling rate and growth rate could be derived. The mean dendritic spacing of the DS samples varied: from 85 to 337 μm (λ1) / from 5,7 to 17,7 μm (λ2)/ from 5,5 to 1 7,3 μm (λ3) and from 93,6 to 249 μm (λ1) / from 9,8 to 18,1 μm (λ2) / from 6,6 to 15,1 μm (λ3) for the Al-15wt.%Cu-7wt.%Si and Al-22wt.%Cu-7wt.%Si, respectively. Higher tensile and compressive strengths are associated with the DS alloy containing lower copper content. Furthermore, mechanical properties have been determined for various samples related to different dendritic spacing values so that Hall-Petch type equations could be proposed. |
publishDate |
2019 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2019-04-26T19:21:50Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2019-04-26T19:21:50Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2019-02-26 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
GOUVEIA, Guilherme Lisboa de. Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324 |
identifier_str_mv |
GOUVEIA, Guilherme Lisboa de. Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324. |
url |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11324 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.authority.fl_str_mv |
8fc158b0-a390-45b3-a0bc-c39839f98f75 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
instacron_str |
UFSCAR |
institution |
UFSCAR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/1/Guilherme%20Lisboa%20de%20Gouveia%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/3/license.txt https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/4/Guilherme%20Lisboa%20de%20Gouveia%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.txt https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11324/5/Guilherme%20Lisboa%20de%20Gouveia%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
41e799d147cce2d762c27024954b7d0c ae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031d 14c99ef08b1dab563005f0c9983a73b4 3b744fdb091cd641561a191e878fcd96 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1802136357152227328 |