Microestruturas de solidificação e suas correlações com as resistências ao desgaste e à corrosão de ligas do sistema Al-Bi-Pb

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alfaia, Mauro Ângelo Oliveira de, 1979-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/121
Resumo: Orientadores: Amauri Garcia, Noé Cheung
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Com a combinação de dois ou mais dos elementos macios na matriz rígida, e considerando a microestrutura resultante, pretende-se conferir melhores respostas em suas propriedades autolubrificantes. Um fator de fundamental importância para a programação de materiais com baixo coeficiente de atrito e baixa atividade eletroquímica, é o bom entendimento das relações existentes entre os parâmetros térmicos que controlam a solidificação e os parâmetros microestruturais resultantes. A presente pesquisa tem o propósito de contribuir com nova parcela de conhecimento científico, investigando o papel dos parâmetros microestruturais, tais como espaçamento globular (?G) e diâmetro de glóbulo (DG), nas resistências ao desgaste e à corrosão das ligas Al-3,2%Bi-1%Pb e Al-3,2%Bi-3%Pb. Para tanto, as ligas foram solidificadas unidirecionalmente de forma ascendente em regime transitório de extração de calor. Esta técnica de solidificação direcional proporciona significativa variação na velocidade de deslocamento da isoterma monotética (Vm) e taxa de resfriamento (TR) ao longo do comprimento do lingote, determinando um espectro microestrutural com ampla variação na escala das fases. A microestrutura de solidificação consiste em partículas em forma de glóbulos, constituídas de chumbo e bismuto, disseminadas em uma matriz rica em alumínio. Amostras de posições ao longo dos lingotes das duas ligas, com diferentes espaçamentos globulares e diâmetros de glóbulos, foram submetidas a ensaios de resistência ao desgaste e resistência à corrosão. Para ambas as ligas, os resultados mostraram que microestruturas mais refinadas apresentam maior resistência ao desgaste e maior resistência à corrosão. Constatou-se que a liga com maior teor de chumbo, Al-3,2%B-3%Pb, é mais resistente ao desgaste e à ataques corrosivosAbstract: Alloys of monotectic systems, due to their good resistance in wear conditions, have been considered as promising alternatives to the automotive industry for the manufacture of machine elements subjected to relative movement, especially those based on aluminum, having minority soft phases, such as Bi, Pb, In and Sn, dispersed in the Al-rich matrix. By combining two or more of the soft elements in the rigid matrix, and considering the resulting microstructure features, it is possible to gain better responses in their self-lubricating properties. A key factor for the preprogramming of materials with low friction coefficient and low electrochemical activity, is the good understanding of the relationships between the solidification thermal parameters and the length scale of a representative microstructural phase. The present research aims to contribute to the scientific knowledge, investigating the role of microstructural parameters, such as the spacing between droplets (?G) and the droplet diameter (DG), on the wear and corrosion resistances of Al-3.2%Bi-1%Pb and Al-3.2%Bi-3%Pb alloys. Therefore, the alloys were unidirectionally solidified upwards under transient heat flow conditions. This solidification technique allows a wide range of displacement velocities (Vm) and cooling rates (TR) of the monotectic front to be achieved along the length of the directionally solidified casting, and consequently a wide spectrum of microstructures and representative length scale to be obtained. The as-solidified microstructure of these alloys consists of droplets of lead and bismuth, disseminated into the Al- rich matrix. Samples extracted from different positions along the length of both alloys castings, with quite different ?G and DG, were subjected to wear and corrosion tests. The results have showed that the finer the microstructures, the greater the wear and corrosion resistances. It is also shown that the alloy having higher lead content, i.e., the Al-3.2%Bi-3% Pb alloy, is more resistant to both wear and corrosive attackDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutor em Engenharia Mecânica[s.n.]Garcia, Amauri, 1949-Cheung, Noé, 1974-Goulart, Pedro RobertoZavaglia, Cecília Amélia de CarvalhoCosta, Thiago Antônio Paixão de SousaAzeredo, Rudimylla SeptimioUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAlfaia, Mauro Ângelo Oliveira de, 1979-20212021-09-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (133 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/121ALFAIA, Mauro Ângelo Oliveira de. 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