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Title: Análise da adição de 2%Ni na liga ternária Al-7%Si-1%Mg solidificada direcionalmente
Authors: Freitas, Pâmella Raffaela Dantas de
Keywords: Solidificação;Solidification;Parâmetros térmicos;Ligas Al-Si-Mg-Ni;Microestrutura;Al-Si-Mg-Ni alloys;Microstructure;Thermal parameters
Issue Date: 12-Aug-2020
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: FREITAS, Pâmella Raffaela Dantas de. Análise da adição de 2%Ni na liga ternária Al-7%Si-1%Mg solidificada direcionalmente. 2020. 67f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.
Portuguese Abstract: Ligas do sistema Al-Si-Mg são aplicadas nas indústrias aeronáutica, automobilísticas e também como fundidos estruturais, por características como boa resistência mecânica e ductilidade a temperatura ambiente, boa fluidez e baixo número de defeitos oriundos do processo de solidificação, além de serem base de composição química para ligas das séries 3xx.x de fundição. Contudo, essas ligas apresentam redução significativa da resistência mecânica em altas temperaturas (T>0,4TF). É neste ponto que o níquel se torna um elemento de liga promissor, pois quando adicionado em ligas de Al promove aumento e estabilidade da resistência mecânica. Neste contexto, o presente estudo visa analisar a influência de 2%Ni (em peso) nos parâmetros térmicos, microestrutura e dureza da liga ternária Al-7%Si-1%Mg solidificada direcionalmente em regime transiente de fluxo calor. A metodologia experimental inclui o uso de um dispositivo de solidificação refrigerado a água e no sentindo vertical ascendente para obtenção das amostras; determinação das variáveis térmicas de solidificação velocidade da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (ṪL); técnicas de caracterização microestrutural como microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV); difração de raios-x (DRX) e fluorescência de raios-x (FRX); aplicação dos métodos de medição, do triângulo e do intercepto para medir os espaçamentos dendríticos primários (λ1), secundários (λ2) e terciários (λ3), respectivamente; e ensaio de dureza Vickers. A microestrutura da liga Al-7%Si-1%Mg é constituída por uma matriz essencialmente dendrítica rica em Al (α-Al) circundada pelo eutético ternário Si+Mg2Si+π-AlMgFeSi. No caso da liga Al-7%Si-1%Mg-2%Ni, o intermetálico Ni3Al também está presente nas regiões eutéticas. A adição de Ni promoveu um ligeiro refinamento do arranjo dendrítico na liga ternária Al-7%Si-1%Mg, principalmente para as ramificações secundárias (λ2). A dureza aumentou ligeiramente com a adição de Ni.
Abstract: Alloys of the Al-Si-Mg system are applied in the aeronautical and automobile industries and also as structural castings, due to characteristics such as good mechanical resistance and ductility at room temperature, good fluidity and low number of defects arising from the solidification process, in addition to being the basis of chemical composition for alloys of the 3xx.x series of foundry. However, these alloys show a significant reduction in mechanical strength at high temperatures (T> 0.4TF). It is at this point that nickel becomes a promising alloy element, because when added in Al-based alloys it promotes an increase and stability of the mechanical strength. In this context, the present study aims to analyze the influence of 2%Ni (by weight) on the thermal parameters, microstructure and hardness of the directionally solidified ternary Al-7wt.%Si-1wt.%Mg alloy in a transient heat flow regime. The experimental methodology includes the use of a water-cooled solidification device and in the upward vertical direction to obtain the samples; determination of the thermal parameters of solidification as growth rate (VL) and cooling rate (ṪL); microstructural characterization techniques such as optical microscopy (MO), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRD); application of the measurement methods, the triangle and the intercept to measure the primary (λ1), secondary (λ2) and tertiary (λ3) dendrite arm spacings, respectively; and Vickers hardness test. The microstructure of the Al-7wt.%Si-1wt.%Mg alloy is constituted by an essentially dendritic Al-rich (α-Al) matrix surrounded by the ternary eutectic Si + Mg2Si + π-AlMgFeSi. In the case of the Al-7wt.%Si-1wt.%Mg-2wt.%Ni alloy, the Ni3Al intermetallic is also present in the eutectic regions. The addition of Ni promoted a slight refinement of the dendritic arrangement in the ternary Al-Fe-Mg alloy, mainly for secondary branches (λ2). The hardness increased slightly with the addition of Ni.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/10733
Other Identifiers: 20180009583
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