Influência de tratamentos térmicos na vida em fadiga e na superfície de fratura de fios de liga de alumínio 6201

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Reinke, Gustavo
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/41955
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.
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spelling Influência de tratamentos térmicos na vida em fadiga e na superfície de fratura de fios de liga de alumínio 6201Ligas de alumínioMecânica da fraturaLigas de alumínio - tratamento térmicoMateriais - fadigaTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2021.Neste trabalho foram avaliados o comportamento à fadiga, a fratura e a superfície factrográfica dos corpos de prova fabricados a partir de fios da liga de alumínio 6201 (Al-Mg- Si), que são utilizados para a fabricação do cabo condutor CAL 900 MCM, com diferentes tratamentos térmicos - T4, T6 e T81 - que variaram diferentes temperaturas de solubilização (470 °C, 490 °C, 510 °C, 530 °C e 550 °C), tipos de envelhecimento (artificial e natural) e diferentes tempos de envelhecimento (4 h, 8 h, 12 h, 16 h, 20 h e 24 h para o envelhecimento artificial e 1500 h e 3000 h para o envelhecimento natural). Neste sentido foi desenvolvido um vasto programa experimental para a obtenção dos diagramas S-N (previsão de vida) dos corpos de prova comparando a vida em fadiga, os tipos de fratura e características das superfícies das quebras para os diferentes tratamentos térmicos. Os resultados mostraram que as temperaturas de solubilização de 510 °C, 530 °C e 550 °C apresentaram os melhores resultados de microdureza, e que aumentavam com o acréscimo do tempo de envelhecimento, levando ao aumento da resistência mecânica e da vida em fadiga dos corpos de prova. Com base nos resultados obtidos para os envelhecimentos natural e artificial, verificou-se que quanto maior o tempo de envelhecimento as propriedades mecânicas de dureza e limite de resistência à tração aumentavam, mostrando que os precipitados endurecedores da liga atuam de maneira eficiente para o travamento, ou dificultam, do movimento das discordâncias, inferindo que as partículas endurecedoras da liga têm papel fundamental no aumento da resistência a fadiga e das propriedades mecânicas estáticas do material. Por outro lado, as análises das fraturas não apresentaram grandes diferenças entre os corpos de prova analisados, onde todos apresentaram dimples (característica de uma fratura dúctil) equiaxiais, no sentido da maior tensão, região de propagação macroscópica da trinca e as trincas tendo seu início próximas a superfície. Apesar dos valores de dureza para os corpos de prova tratados com S550A20 e S550A24 (T6) serem semelhantes a dureza obtida nos corpos de prova dos fios como recebido – (tratamento T81), a vida em fadiga entre eles se mostrou bem diferente, inferindo que a etapa de conformação mecânica (trefilação) sofrida por estes fios desempenha papel fundamental no aumento da vida à fadiga dos corpos de prova.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).In this research work, the fatigue behavior, fracture and factography surface of specimens manufactured from aluminum alloy 6201 wires (Al-Mg-Si), which are used for the production of the conductor cable AAAC 900 MCM, were evaluated with different heat treatments - T4, T6 e T81 - ranging from different solubilization temperatures (470 °C, 490 °C, 510 °C, 530 °C and 550 °C), aging types (artificial and natural) and different aging times (4h, 8h, 12h, 16h 20h and 24h for the artificial aging and 1500h and 3000h for natural aging). In this sense, a vast experimental program was developed in order to obtain S-N diagrams (life prediction) of specimens comparing fatigue life, types of fracture and characteristics of the crack surfaces for different heat treatments. The results showed that the solubilization temperatures of 510 °C, 530 °C and 550 °C showed the best microhardness results, and that they increased with increasing aging time, leading to increased mechanical resistance and fatigue life of specimens. Based on the results obtained for natural and artificial aging, it was found that the longer the aging time, the mechanical properties of microhardness and tensile strength limit increased, showing that the alloy's hardening precipitates act efficiently to lock, or hinder the movement of dislocations, inferring that the alloy's hardening particles had a fundamental role in increasing the fatigue resistance and static mechanical properties of the material. On the other hand, the fracture analyses did not show any great differences between the specimens, where all of them presented equiaxial dimples (characteristics of a ductile fracture), in the direction of the greatest tension, macroscopic crack propagation region and the cracks having their beginning underneath the surface. Despite the microhardness values for the specimens treated with S550A20 and S550A24 (T6) being practically similar to the hardness obtained in the specimens of the wires as received - T81 treatment -, the fatigue life between them proved to be quite different, leading to the belief that the mechanical forming (drawing) undergone by these wires plays a fundamental role in increasing the specimens’ fatigue life.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasSilva, Cosme Roberto Moreira daReinke, Gustavo2021-08-30T10:24:05Z2021-08-30T10:24:05Z2021-08-302021-06-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfREINKE, Gustavo. Influência de tratamentos térmicos na vida em fadiga e na superfície de fratura de fios de liga de alumínio 6201. 132 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021.https://repositorio.unb.br/handle/10482/41955A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:43:29Zoai:repositorio.unb.br:10482/41955Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:43:29Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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