Análise da microestrutura, parâmetros térmicos e de propriedades mecânicas na solidificação de ligas com alto teor de cobre Al-(x)%Cu-7%Si

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gouveia, Guilherme Lisboa de
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