Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bartex, Sérgio Luiz Telles
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/193219
Resumo: A possibilidade de obtenção de peças near-net-shape faz com que o magnésio tenha destaque na indústria, que vem buscando redução de peso e aumento de eficiência. Porém a anisotropia microestrutural, causada pelo processo de fundição, e a baixa resistência mecânica em temperaturas elevadas é um problema para a utilização em larga escala. Assim, o objetivo principal desse trabalho é estudar a influência do tempo de agitação e da temperatura de agitação na fabricação de lingotes de magnésio pelo método de Reofundição. Para isso, lingotes com a composição química nominal de Mg-6Al-3La-1Ca foram fundidos em forno resistivo com atmosfera inerte e agitados mecanicamente no estado semissólido por meio de um agitador mecânico. Variou-se o tempo de agitação de 1 até 10 minutos e a temperatura de 585°C a 605°C, obtendo-se frações sólidas entre 29% até 57%. Dos lingotes reofundidos obtidos foram extraídos corpos de prova que foram submetidos a ensaios mecânicos de tração e de dureza e também foram realizadas análises em microscopia óptica e eletrônica para identificar a evolução morfológica dos lingotes agitados mecanicamente Também foram realizados ensaios de difração de raios X para identificar as fases encontradas. Os resultados mostraram que houve a formação de glóbulos na matriz do material e que houve a precipitação das fases α-Mg, Al11La3, (Mg,Al)2Ca e Mg2Ca. O melhor nível de globularização foi atingido para o tempo de agitação de 2 minutos. A melhor resistência mecânica foi atingida para a temperatura de agitação de 605°C. Nessa temperatura, a resistência à tração apresentou incremento de 75% e a deformabilidade atingiu um aumento de 83% em comparação a um lingote sem agitação. A agitação na temperatura de 605°C influenciou a formação da fase Al11La3 fazendo-a precipitar na região interglobular. Para agitação abaixo de 605°C a fase Al11La3 precipitou tanto no centro quanto na fronteira dos glóbulos.
id URGS_f7b068678317d9558ee3d603f58fa023
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/193219
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Bartex, Sérgio Luiz TellesSchaeffer, LirioBarcellos, Vinicius Karlinski de2019-04-19T02:34:16Z2018http://hdl.handle.net/10183/193219001088964A possibilidade de obtenção de peças near-net-shape faz com que o magnésio tenha destaque na indústria, que vem buscando redução de peso e aumento de eficiência. Porém a anisotropia microestrutural, causada pelo processo de fundição, e a baixa resistência mecânica em temperaturas elevadas é um problema para a utilização em larga escala. Assim, o objetivo principal desse trabalho é estudar a influência do tempo de agitação e da temperatura de agitação na fabricação de lingotes de magnésio pelo método de Reofundição. Para isso, lingotes com a composição química nominal de Mg-6Al-3La-1Ca foram fundidos em forno resistivo com atmosfera inerte e agitados mecanicamente no estado semissólido por meio de um agitador mecânico. Variou-se o tempo de agitação de 1 até 10 minutos e a temperatura de 585°C a 605°C, obtendo-se frações sólidas entre 29% até 57%. Dos lingotes reofundidos obtidos foram extraídos corpos de prova que foram submetidos a ensaios mecânicos de tração e de dureza e também foram realizadas análises em microscopia óptica e eletrônica para identificar a evolução morfológica dos lingotes agitados mecanicamente Também foram realizados ensaios de difração de raios X para identificar as fases encontradas. Os resultados mostraram que houve a formação de glóbulos na matriz do material e que houve a precipitação das fases α-Mg, Al11La3, (Mg,Al)2Ca e Mg2Ca. O melhor nível de globularização foi atingido para o tempo de agitação de 2 minutos. A melhor resistência mecânica foi atingida para a temperatura de agitação de 605°C. Nessa temperatura, a resistência à tração apresentou incremento de 75% e a deformabilidade atingiu um aumento de 83% em comparação a um lingote sem agitação. A agitação na temperatura de 605°C influenciou a formação da fase Al11La3 fazendo-a precipitar na região interglobular. Para agitação abaixo de 605°C a fase Al11La3 precipitou tanto no centro quanto na fronteira dos glóbulos.The industry's demand for weight reduction due to environmental restrictions and the research for more efficient products have made the demand for magnesium alloys to increase in recent decades. The research for light materials, with good creep resistance and easy manufacturing has increased in recent years. Thus, the main objective of this work is to study the influence of both time and processing temperature on magnesium by the Rheocasting method. For this purpose, commercial ingots of Mg-6Al-3La-1Ca were melted in a resistive furnace with an inert atmosphere and it was agitated through a mechanical stirrer inserted in the bath when they were in the semissolid state. It was used 1 to 10 minutes stirring time and the temperatures changed from 585°C to 605°C. Specimens were extracted from the cast ingots obtained and subjected to both mechanical tensile and hardness tests. In order to study morphological evolution in magnesium alloy images have been performed in optical and electron microscopy. X-ray diffraction were also performed to identify the microcompounds The results allowed to conclude that there was a great amount of globularization of the structures and there was a precipitation of globular α-Mg, Al11La3, (Mg,Al)2Ca and Mg2Ca phases. Acicular structures Al11La3 changed their solidification route: to temperatures above 605°C they have precipitated at globules boundary; however, to temperatures below 605°C they have precipitated both at globules center and boundary. The manganese presence led to a precipitation of a faceted microcompounds formed by Al-La-Mn. The tensile strength results increased 75% and a deformability increased 83% when compared to non-stirred ingot solidified at same condition at 605°C. The stirring time variation has confirmed the theory about dendrite’s break followed by Ostwald Ripening phenomenon due to globularization of structures and subsequent thickening.application/pdfporFundiçãoLigas de magnésioRheocastingSolidificationMagnesiumRare earthSemi-solidInvestigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundiçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de MateriaisPorto Alegre, BR-RS2018doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001088964.pdf.txt001088964.pdf.txtExtracted Texttext/plain187756http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/193219/2/001088964.pdf.txt8732caa935450569b7bac1294f43626aMD52ORIGINAL001088964.pdfTexto completoapplication/pdf6827668http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/193219/1/001088964.pdf7f68f604085329065d47500353950625MD5110183/1932192019-04-20 02:35:51.291068oai:www.lume.ufrgs.br:10183/193219Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532019-04-20T05:35:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
title Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
spellingShingle Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
Bartex, Sérgio Luiz Telles
Fundição
Ligas de magnésio
Rheocasting
Solidification
Magnesium
Rare earth
Semi-solid
title_short Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
title_full Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
title_fullStr Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
title_full_unstemmed Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
title_sort Investigação da influência do tempo e da temperatura no processamento da liga Mg-6Al-3La-1Ca submetida ao processo de reofundição
author Bartex, Sérgio Luiz Telles
author_facet Bartex, Sérgio Luiz Telles
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Bartex, Sérgio Luiz Telles
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Schaeffer, Lirio
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Barcellos, Vinicius Karlinski de
contributor_str_mv Schaeffer, Lirio
Barcellos, Vinicius Karlinski de
dc.subject.por.fl_str_mv Fundição
Ligas de magnésio
topic Fundição
Ligas de magnésio
Rheocasting
Solidification
Magnesium
Rare earth
Semi-solid
dc.subject.eng.fl_str_mv Rheocasting
Solidification
Magnesium
Rare earth
Semi-solid
description A possibilidade de obtenção de peças near-net-shape faz com que o magnésio tenha destaque na indústria, que vem buscando redução de peso e aumento de eficiência. Porém a anisotropia microestrutural, causada pelo processo de fundição, e a baixa resistência mecânica em temperaturas elevadas é um problema para a utilização em larga escala. Assim, o objetivo principal desse trabalho é estudar a influência do tempo de agitação e da temperatura de agitação na fabricação de lingotes de magnésio pelo método de Reofundição. Para isso, lingotes com a composição química nominal de Mg-6Al-3La-1Ca foram fundidos em forno resistivo com atmosfera inerte e agitados mecanicamente no estado semissólido por meio de um agitador mecânico. Variou-se o tempo de agitação de 1 até 10 minutos e a temperatura de 585°C a 605°C, obtendo-se frações sólidas entre 29% até 57%. Dos lingotes reofundidos obtidos foram extraídos corpos de prova que foram submetidos a ensaios mecânicos de tração e de dureza e também foram realizadas análises em microscopia óptica e eletrônica para identificar a evolução morfológica dos lingotes agitados mecanicamente Também foram realizados ensaios de difração de raios X para identificar as fases encontradas. Os resultados mostraram que houve a formação de glóbulos na matriz do material e que houve a precipitação das fases α-Mg, Al11La3, (Mg,Al)2Ca e Mg2Ca. O melhor nível de globularização foi atingido para o tempo de agitação de 2 minutos. A melhor resistência mecânica foi atingida para a temperatura de agitação de 605°C. Nessa temperatura, a resistência à tração apresentou incremento de 75% e a deformabilidade atingiu um aumento de 83% em comparação a um lingote sem agitação. A agitação na temperatura de 605°C influenciou a formação da fase Al11La3 fazendo-a precipitar na região interglobular. Para agitação abaixo de 605°C a fase Al11La3 precipitou tanto no centro quanto na fronteira dos glóbulos.
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-04-19T02:34:16Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/193219
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001088964
url http://hdl.handle.net/10183/193219
identifier_str_mv 001088964
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/193219/2/001088964.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/193219/1/001088964.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 8732caa935450569b7bac1294f43626a
7f68f604085329065d47500353950625
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1810085475243786240