Estudo da viabilidade de crescimento anormal de grãos em uma liga de memória de forma Cu-­Al-­Ni-­Mn-­Nb

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Samuel Barbosa Lima
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/48211
Resumo: As ligas de memória de forma (LMF’s) são materiais inteligentes que têm como características principais o efeito memória de forma, que consiste na recuperação de sua forma original, depois de ter sido deformado, após um ciclo térmico, e a superelasticidade, que é a recuperação de grandes deformações após o descarregamento mecânico. Esses fenômenos são resultantes de uma transformação de fase reversível do tipo austenita/martensita. Por ser a base de cobre, a liga Cu-Al-Ni de memória de forma apresenta baixo custo dos elementos se comparado com as ligas de Ni-Ti e possui um potencial para aplicação em temperaturas acima de 100°C. Contudo, a fratura frágil intergranular é uma desvantagem para a sua aplicação. Nesse sentido, obter um material de grãos anormais é uma forma de superar a limitação imposta pela fratura intergranular nessa liga. O objetivo desta dissertação é obter uma LMF Cu-Al-Ni-Mn-Nb com crescimento de grãos anormais por meio de ciclagens térmicas e/ou laminação a quente. A LMF estudada foi a Cu-11,76Al-3,22Ni-2,78Mn-0,02Nb (% peso), processada por conformação por spray. Ela foi submetida a tratamentos isotérmicos em 300°C, 400°C, 500°C, 600°C e 700°C por 24h com a finalidade de se determinar as fases formadas nessas temperaturas. Após o estudo dos tratamentos isotérmicos, ciclou-se termicamente a amostra bruta conformada por spray em 400°C e 600°C. Além disso, foi feita uma laminação em 950°C na amostra bruta conformada por spray e parte dela foi ciclada em 400°C. Diante disso, verificou-se que a rota que apresentou um maior crescimento de grãos foi a amostra laminada em 950°C e ciclada em 400°C. A amostra conformada por spray ciclada em 400°C e a amostra laminada em 950°C apresentaram crescimento anormal de grãos (CAG), porém com uma menor eficiência. Sugere-se que o mecanismo envolvido no CAG aplicado à LMF Cu-11,76Al-3,22Ni-2,78Mn-0,02Nb (% peso) está relacionado com a formação de subgrãos.
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Nesse sentido, obter um material de grãos anormais é uma forma de superar a limitação imposta pela fratura intergranular nessa liga. O objetivo desta dissertação é obter uma LMF Cu-Al-Ni-Mn-Nb com crescimento de grãos anormais por meio de ciclagens térmicas e/ou laminação a quente. A LMF estudada foi a Cu-11,76Al-3,22Ni-2,78Mn-0,02Nb (% peso), processada por conformação por spray. Ela foi submetida a tratamentos isotérmicos em 300°C, 400°C, 500°C, 600°C e 700°C por 24h com a finalidade de se determinar as fases formadas nessas temperaturas. Após o estudo dos tratamentos isotérmicos, ciclou-se termicamente a amostra bruta conformada por spray em 400°C e 600°C. Além disso, foi feita uma laminação em 950°C na amostra bruta conformada por spray e parte dela foi ciclada em 400°C. Diante disso, verificou-se que a rota que apresentou um maior crescimento de grãos foi a amostra laminada em 950°C e ciclada em 400°C. A amostra conformada por spray ciclada em 400°C e a amostra laminada em 950°C apresentaram crescimento anormal de grãos (CAG), porém com uma menor eficiência. Sugere-se que o mecanismo envolvido no CAG aplicado à LMF Cu-11,76Al-3,22Ni-2,78Mn-0,02Nb (% peso) está relacionado com a formação de subgrãos.Shape memory alloys (SMA’s) are smart materials that present shape memory effect, which consists on the recovery of the deformed state after a thermal cycle, and the superelasticity, which is the recovery from large deformations after mechanical unloading. These phenomena are the result of a reversible phase transformation of the austenite/martensite. Being a copper-based alloy, the Cu-Al-Ni shape memory alloy has low elemental cost compared to Ni-Ti alloys and has a potential for application at temperatures above 100°C. However, brittle intergranular fracture is a limitation for its application. In this sense, obtaining an abnormal grain growth in this material is a way to overcome the limitation imposed by intergranular fracture in this alloy. The aim of this master thesis is to obtain a Cu-Al-Ni-Mn-Nb with large grains through a combination of thermal cycling and hot rolling. The SMA studied was Cu-11.76Al-3.22Ni-2.78Mn-0.02Nb (wt %), processed by spray forming. It was submitted to isothermal treatments at 300°C, 400°C, 500°C, 600°C and 700°C for 24h in order to determine the formed phases at these temperatures. After studying the isothermal treatments, the spray formed sample was thermally cycled at 400°C and 600°C. In addition, a rolling at 950°C was performed on the spray formed sample and part of it was cycled at 400°C. In view of this, it was found that the most optimized route for grain growth was the rolling at 950°C and cycled at 400°C. The sample spray formed cycled at 400°C and the sample rolled at 950°C showed abnormal grain growth (AGG), but with a lower efficiency. It is suggested that the mechanism involved in the AGG applied to the Cu-11.76Al-3.22Ni-2.78Mn-0.02Nb (wt %) SMA is associated with subgrains formation.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de MinasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICAEngenharia metalúrgicaMetalurgia físicaLigas de memória de formaLaminação (Metalurgia)Liga de memória de forma a base de cobreFratura intergranularCrescimento anormal de grãosCiclagem térmicaLaminaçãoSubgrãosEstudo da viabilidade de crescimento anormal de grãos em uma liga de memória de forma Cu-­Al-­Ni-­Mn-­Nbinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALDissertação Repositório UFMG.pdfDissertação Repositório UFMG.pdfapplication/pdf5305611https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/48211/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Reposit%c3%b3rio%20UFMG.pdf9432caefc71b55753ed653e855c25b5aMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/48211/4/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD541843/482112022-12-19 14:28:17.832oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2022-12-19T17:28:17Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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