Estudo do efeito de pulsos elétricos no auto-reparo da liga pré-deformada AA7075 (Al-Zn-Mg-Cu): comportamento mecânico e evolução microestrutural

• Autor(a) principal: Oliveira, Juliano Augusto Medeiros de Menezes e
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58199
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Auto-reparo; Alumínio; AA7075; Mecânica dos danos; Pulsos elétricos

No passar dos últimos anos a pesquisa em materiais autorreparáveis ganha crescente atenção científica. À essa classe de materiais bioinspirados, engenheiros e cientistas se baseiam em mecanismos biológicos para projetar novos materiais com características únicas. Avanços nesse sentido são amplamente notados em diversas classes de materiais. Em específico aos materiais metálicos, o processamento por pulsos elétricos, ou EPT (Electropulsing Treatment), é uma nova abordagem de auto-reparo que cresce em importância no âmbito tecnológico. A aplicação de uma corrente controlada de densidade suficientemente alta, porém com baixa elevação da temperatura, gera um fluxo de elétrons com energia capaz de modificar a microestrutura, podendo promover o alívio de tensões, a redução de micro-rechupes e microtrincas ou mesmo a recristalização. Dada a importância de técnicas que aumentem da vida útil de componentes aeronáuticos, a proposta do presente trabalho é o estabelecimento de uma metodologia com o desenvolvimento de parâmetros adequados ao processo de auto-reparo via pulsos elétricos na liga de alumínio AA 7075 (Al-Zn-Mg-Cu). A análise composicional e das fases presentes foi efetuada via fluorescência de raios-X (FRX) e difração de raios-X (DRX). O comportamento mecânico e a geração de defeitos cristalinos foram avaliados previamente em corpos de provas usinados seguindo a norma ASTM E8, sob ensaios de tração interrompidos nas deformações de 60%, 70%, 80%, 90% e 95% relativo à ruptura, resultando no aumento das tensões de escoamento e redução da ductilidade. As amostras mais encruadas (90 e 95 % deformadas) foram tratadas via EPT com corrente de pico (Ip) de 400 A, com densidades de corrente de 23,5 A/mm2 e de 50 A/mm2, para corpos de prova de área de seção transversal de 17 mm2 e de 8 mm2, respectivamente. Uma condição extra envolveu Ip de 500 A e densidade de corrente 29,4 A/mm2. Essas amostras utilizaram corrente de base 0 A (I b ), tempo de pico (T p ) e tempo de base em 0,1 s (T b ), em um tempo total de tratamento de 7s, 14s e 21s. As amostras deformadas antes e após o EPT foram analisadas por ensaios de tração, cujos resultados comprovaram o aumento da ductilidade e a redução da tensão de escoamento com o maior período da corrente aplicada. As amostras deformadas à 95% da ruptura e tratadas por EPT com densidade de corrente de 50 A/mm2 foram analisadas via tensões residuais por DRX, comprovando o alívio de tensões residuais promovido pelo EPT em função do período de aplicação, concordando com o comportamento sob tração. Amostras entalhadas e deformadas para a geração de defeitos, foram submetidas às condições de EPT de Ip de 400 A com densidade de corrente de 80 A/mm2 , tb de 0,1 s e tempo de permanência em pico variando de 0,1 a 0,3 s. Os resultados mostraram que houve evidências microestruturais no fechamento total e parcial de microtrincas em micrografias observadas via microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), corroborando assim os resultados obtidos nos ensaios mecânicos e via tensão residual de raios x.