Processamento de duralumínios AA 2219 e AA 2021 através de técnicas de metalurgia do pó e tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49239 |
Resumo: | O alumínio é largamente utilizado por ter boas características mecânicas e um preço relativamente baixo. Visando a melhoria de algumas propriedades mecânicas para aumentar a utilização, surgiram as ligas de alumínio. O cobre (Cu) é um dos principais elementos de liga que forma a série 2000 também conhecida como duralumínio, dentre as principais aplicações destaca-se a fabricação de peças na indústria aeronáutica e aeroespacial. O presente trabalho tem como principal objetivo a fabricação e estudo de duas ligas da série 2000 formadas pelo sistema Al-Cu, AA2219 e AA2021 com tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial. O processo de fabricação utilizado foi a metalurgia do pó (MP), onde foram utilizados os pós elementares dos elementos químicos para processamento no moinho vibratório de alta energia do tipo SPEX pelos tempos de 60, 120 e 240 minutos. Após a moagem de alta energia (MAE), os pós foram caracterizados utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios- X (DRX). Em seguida, os pós foram submetidos ao processo de compactação uniaxial a frio de simples ação onde um total de doze compactos foram sinterizados em um forno a vácuo e destes, seis compactos foram submetidos aos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial. A microestrutura dos compactos sinterizados foi caracterizada usando as técnicas de Microscopia Ótica (MO), MEV e EDS. Para avaliar e comparar a microdureza das amostras foi feito o ensaio de microdureza Vickers. A caracterização das amostras demonstrou microestruturas heterogêneas com difícil visualização de contorno de grão. Demonstrou também que aumentando o tempo de MAE houve um refino da microestrutura e quanto maior a porcentagem de cobre na liga, maior será a formação da fase θ (Al2Cu) apresentando cor mais clara nas micrografias. Todos os compactos de pós da liga AA2219 sinterizados exibem picos característicos da fase dura ou endurecedora. Por outro lado, nenhum pico da fase θ foi detectado nos compactos de pós da liga AA2021 moídos por 120 minutos. Todas as análises de EDS demonstraram materiais livres de contaminação e com composição dos pontos claros substancialmente de alumínio e cobre. As medidas de microdureza dos compactos sinterizados e tratados termicamente exibem valores mais significativos quando comparados com aqueles valores dos compactos apenas sinterizadas. |
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LOTT, Michelle Maria Perezhttp://lattes.cnpq.br/2392529444411330http://lattes.cnpq.br/6740759499723367ARAÚJO FILHO, Oscar Olímpio de2023-03-01T19:25:04Z2023-03-01T19:25:04Z2022-08-26LOTT, Michelle Maria Perez. Processamento de duralumínios AA 2219 e AA 2021 através de técnicas de metalurgia do pó e tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/49239O alumínio é largamente utilizado por ter boas características mecânicas e um preço relativamente baixo. Visando a melhoria de algumas propriedades mecânicas para aumentar a utilização, surgiram as ligas de alumínio. O cobre (Cu) é um dos principais elementos de liga que forma a série 2000 também conhecida como duralumínio, dentre as principais aplicações destaca-se a fabricação de peças na indústria aeronáutica e aeroespacial. O presente trabalho tem como principal objetivo a fabricação e estudo de duas ligas da série 2000 formadas pelo sistema Al-Cu, AA2219 e AA2021 com tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial. O processo de fabricação utilizado foi a metalurgia do pó (MP), onde foram utilizados os pós elementares dos elementos químicos para processamento no moinho vibratório de alta energia do tipo SPEX pelos tempos de 60, 120 e 240 minutos. Após a moagem de alta energia (MAE), os pós foram caracterizados utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difração de raios- X (DRX). Em seguida, os pós foram submetidos ao processo de compactação uniaxial a frio de simples ação onde um total de doze compactos foram sinterizados em um forno a vácuo e destes, seis compactos foram submetidos aos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial. A microestrutura dos compactos sinterizados foi caracterizada usando as técnicas de Microscopia Ótica (MO), MEV e EDS. Para avaliar e comparar a microdureza das amostras foi feito o ensaio de microdureza Vickers. A caracterização das amostras demonstrou microestruturas heterogêneas com difícil visualização de contorno de grão. Demonstrou também que aumentando o tempo de MAE houve um refino da microestrutura e quanto maior a porcentagem de cobre na liga, maior será a formação da fase θ (Al2Cu) apresentando cor mais clara nas micrografias. Todos os compactos de pós da liga AA2219 sinterizados exibem picos característicos da fase dura ou endurecedora. Por outro lado, nenhum pico da fase θ foi detectado nos compactos de pós da liga AA2021 moídos por 120 minutos. Todas as análises de EDS demonstraram materiais livres de contaminação e com composição dos pontos claros substancialmente de alumínio e cobre. As medidas de microdureza dos compactos sinterizados e tratados termicamente exibem valores mais significativos quando comparados com aqueles valores dos compactos apenas sinterizadas.CAPESThe aluminum is largely used due to having good mechanical characteristics and a relative low price. The aluminum alloys appeared with the goal of enhancing some of the mechanical properties in order to increase its use. Copper (Cu) is one of the main alloy elements which forms the 2000 series, also known as duralumin, among the main uses it is highlighted the manufacturing of parts for the aviation and the aerospace industries. The present work has as its main objective the making and study of two alloys of the 2000 series formed through the system Al-Cu, AA2219 and AA2021 with thermal treatment of solubilization and artificial aging. The manufacturing process used was that of the Powder-Metallurgy (PM), in which were used post elementary of chemical elements for processing in the high energy of the type SPEX shaker mill for the periods of time of 60, 120 and 240 minutes. After the High Energy Ball- Milling, the powders were characterized using the techniques from scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD). After these steps, they were submitted to the process of cold uniaxial compression of simple action, in which a total of 12 (twelve) compacts were sintered in a vacuum oven, of which 6 (six) compacts went through thermal treatment of solubilization and artificial aging. The microstructure of the sintered compacts was characterized using the techniques of the Optical Microscopy (OM), SEM and EDS techniques. In order to evaluate and compare the microhardness of the samples it was done the Vickers microhardness test. The characterization of the samples shows heterogeneous microstructures with difficult viewing of the grain contour. It also demonstrated that increasing the time of High Energy Ball-Milling there was a refining of the microstructure and the higher the percentage of copper in the alloy, the higher there will be the forming of the phase θ (Al2Cu) presenting a lighter color in the micrographs. All the powder compacts of the alloy AA2219 sintered presented characteristic peaks of the hard or hardening phase. On the other hand, no peak of θ phase was detected on the powder compacts of the alloy AA2021 mowed for 120 minutes. All the analysis of EDS demonstrated materials free of contamination and with composition with clear points substantially of aluminum and copper. The measurements of microhardness of the compacts sintered and with thermal treatment presented significant numerical superiority when compared to those only sintered.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia MecanicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia mecânicaLigas de alumínio AA2219 e AA2021Metalurgia do póMoagem de alta energia2XXX. Al2Cu.Processamento de duralumínios AA 2219 e AA 2021 através de técnicas de metalurgia do pó e tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Michelle Maria Perez Lott.pdfDISSERTAÇÃO Michelle Maria Perez Lott.pdfapplication/pdf7658056https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49239/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Michelle%20Maria%20Perez%20Lott.pdfbecf0f7156bd28e72c1c4fece5f0e015MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49239/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82362https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49239/3/license.txt5e89a1613ddc8510c6576f4b23a78973MD53TEXTDISSERTAÇÃO Michelle Maria Perez Lott.pdf.txtDISSERTAÇÃO Michelle Maria Perez Lott.pdf.txtExtracted texttext/plain174427https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49239/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Michelle%20Maria%20Perez%20Lott.pdf.txte95e7a174ffcea5563f366b0c47db3abMD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Michelle Maria Perez Lott.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Michelle Maria Perez Lott.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1254https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/49239/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Michelle%20Maria%20Perez%20Lott.pdf.jpg14c00239135a3ec11a19402f2f753a3bMD55123456789/492392023-03-02 02:16:35.91oai:repositorio.ufpe.br:123456789/49239VGVybW8gZGUgRGVww7NzaXRvIExlZ2FsIGUgQXV0b3JpemHDp8OjbyBwYXJhIFB1YmxpY2l6YcOnw6NvIGRlIERvY3VtZW50b3Mgbm8gUmVwb3NpdMOzcmlvIERpZ2l0YWwgZGEgVUZQRQoKCkRlY2xhcm8gZXN0YXIgY2llbnRlIGRlIHF1ZSBlc3RlIFRlcm1vIGRlIERlcMOzc2l0byBMZWdhbCBlIEF1dG9yaXphw6fDo28gdGVtIG8gb2JqZXRpdm8gZGUgZGl2dWxnYcOnw6NvIGRvcyBkb2N1bWVudG9zIGRlcG9zaXRhZG9zIG5vIFJlcG9zaXTDs3JpbyBEaWdpdGFsIGRhIFVGUEUgZSBkZWNsYXJvIHF1ZToKCkkgLSBvcyBkYWRvcyBwcmVlbmNoaWRvcyBubyBmb3JtdWzDoXJpbyBkZSBkZXDDs3NpdG8gc8OjbyB2ZXJkYWRlaXJvcyBlIGF1dMOqbnRpY29zOwoKSUkgLSAgbyBjb250ZcO6ZG8gZGlzcG9uaWJpbGl6YWRvIMOpIGRlIHJlc3BvbnNhYmlsaWRhZGUgZGUgc3VhIGF1dG9yaWE7CgpJSUkgLSBvIGNvbnRlw7pkbyDDqSBvcmlnaW5hbCwgZSBzZSBvIHRyYWJhbGhvIGUvb3UgcGFsYXZyYXMgZGUgb3V0cmFzIHBlc3NvYXMgZm9yYW0gdXRpbGl6YWRvcywgZXN0YXMgZm9yYW0gZGV2aWRhbWVudGUgcmVjb25oZWNpZGFzOwoKSVYgLSBxdWFuZG8gdHJhdGFyLXNlIGRlIG9icmEgY29sZXRpdmEgKG1haXMgZGUgdW0gYXV0b3IpOiB0b2RvcyBvcyBhdXRvcmVzIGVzdMOjbyBjaWVudGVzIGRvIGRlcMOzc2l0byBlIGRlIGFjb3JkbyBjb20gZXN0ZSB0ZXJtbzsKClYgLSBxdWFuZG8gdHJhdGFyLXNlIGRlIFRyYWJhbGhvIGRlIENvbmNsdXPDo28gZGUgQ3Vyc28sIERpc3NlcnRhw6fDo28gb3UgVGVzZTogbyBhcnF1aXZvIGRlcG9zaXRhZG8gY29ycmVzcG9uZGUgw6AgdmVyc8OjbyBmaW5hbCBkbyB0cmFiYWxobzsKClZJIC0gcXVhbmRvIHRyYXRhci1zZSBkZSBUcmFiYWxobyBkZSBDb25jbHVzw6NvIGRlIEN1cnNvLCBEaXNzZXJ0YcOnw6NvIG91IFRlc2U6IGVzdG91IGNpZW50ZSBkZSBxdWUgYSBhbHRlcmHDp8OjbyBkYSBtb2RhbGlkYWRlIGRlIGFjZXNzbyBhbyBkb2N1bWVudG8gYXDDs3MgbyBkZXDDs3NpdG8gZSBhbnRlcyBkZSBmaW5kYXIgbyBwZXLDrW9kbyBkZSBlbWJhcmdvLCBxdWFuZG8gZm9yIGVzY29saGlkbyBhY2Vzc28gcmVzdHJpdG8sIHNlcsOhIHBlcm1pdGlkYSBtZWRpYW50ZSBzb2xpY2l0YcOnw6NvIGRvIChhKSBhdXRvciAoYSkgYW8gU2lzdGVtYSBJbnRlZ3JhZG8gZGUgQmlibGlvdGVjYXMgZGEgVUZQRSAoU0lCL1VGUEUpLgoKIApQYXJhIHRyYWJhbGhvcyBlbSBBY2Vzc28gQWJlcnRvOgoKTmEgcXVhbGlkYWRlIGRlIHRpdHVsYXIgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRlIGF1dG9yIHF1ZSByZWNhZW0gc29icmUgZXN0ZSBkb2N1bWVudG8sIGZ1bmRhbWVudGFkbyBuYSBMZWkgZGUgRGlyZWl0byBBdXRvcmFsIG5vIDkuNjEwLCBkZSAxOSBkZSBmZXZlcmVpcm8gZGUgMTk5OCwgYXJ0LiAyOSwgaW5jaXNvIElJSSwgYXV0b3Jpem8gYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBQZXJuYW1idWNvIGEgZGlzcG9uaWJpbGl6YXIgZ3JhdHVpdGFtZW50ZSwgc2VtIHJlc3NhcmNpbWVudG8gZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBwYXJhIGZpbnMgZGUgbGVpdHVyYSwgaW1wcmVzc8OjbyBlL291IGRvd25sb2FkIChhcXVpc2nDp8OjbykgYXRyYXbDqXMgZG8gc2l0ZSBkbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gRGlnaXRhbCBkYSBVRlBFIG5vIGVuZGVyZcOnbyBodHRwOi8vd3d3LnJlcG9zaXRvcmlvLnVmcGUuYnIsIGEgcGFydGlyIGRhIGRhdGEgZGUgZGVww7NzaXRvLgoKIApQYXJhIHRyYWJhbGhvcyBlbSBBY2Vzc28gUmVzdHJpdG86CgpOYSBxdWFsaWRhZGUgZGUgdGl0dWxhciBkb3MgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgYXV0b3IgcXVlIHJlY2FlbSBzb2JyZSBlc3RlIGRvY3VtZW50bywgZnVuZGFtZW50YWRvIG5hIExlaSBkZSBEaXJlaXRvIEF1dG9yYWwgbm8gOS42MTAgZGUgMTkgZGUgZmV2ZXJlaXJvIGRlIDE5OTgsIGFydC4gMjksIGluY2lzbyBJSUksIGF1dG9yaXpvIGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgUGVybmFtYnVjbyBhIGRpc3BvbmliaWxpemFyIGdyYXR1aXRhbWVudGUsIHNlbSByZXNzYXJjaW1lbnRvIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgcGFyYSBmaW5zIGRlIGxlaXR1cmEsIGltcHJlc3PDo28gZS9vdSBkb3dubG9hZCAoYXF1aXNpw6fDo28pIGF0cmF2w6lzIGRvIHNpdGUgZG8gUmVwb3NpdMOzcmlvIERpZ2l0YWwgZGEgVUZQRSBubyBlbmRlcmXDp28gaHR0cDovL3d3dy5yZXBvc2l0b3Jpby51ZnBlLmJyLCBxdWFuZG8gZmluZGFyIG8gcGVyw61vZG8gZGUgZW1iYXJnbyBjb25kaXplbnRlIGFvIHRpcG8gZGUgZG9jdW1lbnRvLCBjb25mb3JtZSBpbmRpY2FkbyBubyBjYW1wbyBEYXRhIGRlIEVtYmFyZ28uCg==Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212023-03-02T05:16:35Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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