Influência da temperatura de recozimento na conformabilidade da chapa trimetálica - 304L/A1/430 obtida por laminação a frio
Ano de defesa: | 2023 |
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Resumo: | A expansão industrial tem impulsionado a busca por processos de produção mais eficientes e materiais de qualidade superior, capazes de combinar propriedades diversas. Nesse cenário, destacam-se os materiais multicamadas, que possibilitam a fusão de características distintas. A técnica de laminação a frio surge como uma abordagem economicamente viável para a produção desses materiais, exigindo deformação plástica significativa para garantir a união entre as camadas. Consequentemente, um recozimento é necessário para eliminar a rigidez proveniente da deformação a frio e para promover uma melhor aderência entre as camadas por meio de difusão. Entretanto, o tratamento térmico de materiais multicamadas é intrincado devido à formação de compostos intermetálicos nas interfaces das camadas. Nesse contexto, este estudo tem como objetivo investigar as propriedades mecânicas e as interfaces de uma chapa composta por três materiais distintos: aço inoxidável AISI 304L, alumínio AA1050 e aço inoxidável AISI 430. Essa chapa foi submetida a tratamentos térmicos de 3 horas a temperaturas de 250, 350, 450 e 550 °C, além de amostras não tratadas. As regiões de interface foram analisadas por meio de espectroscopia por dispersão de energia (EDS) em conjunto com imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, a influência do tratamento térmico na microestrutura foi avaliada por meio de metalografias. A conformabilidade foi avaliada por meio da curva limite de conformação obtida pelo ensaio Nakajima, enquanto a aderência entre as camadas foi avaliada pelo teste de descolamento. Outras propriedades mecânicas foram determinadas por meio de ensaios de tração. Os resultados metalográficos indicaram que o alumínio foi o mais afetado pelo aumento das temperaturas. A análise por MEV e EDS revelou que não ocorreu a formação de uma camada de difusão com espessura micrométrica. No entanto, o aumento da temperatura de tratamento térmico resultou em uma melhoria na aderência entre as camadas, recristalização da camada de Al1050 (com alteração na anisotropia) e fortalecimento das propriedades mecânicas, exceto pela resistência à tração e ao escoamento. Entre 350 e 450 °C, as propriedades mecânicas se estabilizaram, sendo que o tratamento a 350 °C proporcionou um equilíbrio ideal entre propriedades mecânicas, aderência e desempenho na curva limite de conformação. Isso se mostra vantajoso energeticamente na produção industrial de chapas multicamadas. [resumo fornecido pelo autor] |
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Nesse contexto, este estudo tem como objetivo investigar as propriedades mecânicas e as interfaces de uma chapa composta por três materiais distintos: aço inoxidável AISI 304L, alumínio AA1050 e aço inoxidável AISI 430. Essa chapa foi submetida a tratamentos térmicos de 3 horas a temperaturas de 250, 350, 450 e 550 °C, além de amostras não tratadas. As regiões de interface foram analisadas por meio de espectroscopia por dispersão de energia (EDS) em conjunto com imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, a influência do tratamento térmico na microestrutura foi avaliada por meio de metalografias. A conformabilidade foi avaliada por meio da curva limite de conformação obtida pelo ensaio Nakajima, enquanto a aderência entre as camadas foi avaliada pelo teste de descolamento. Outras propriedades mecânicas foram determinadas por meio de ensaios de tração. Os resultados metalográficos indicaram que o alumínio foi o mais afetado pelo aumento das temperaturas. A análise por MEV e EDS revelou que não ocorreu a formação de uma camada de difusão com espessura micrométrica. No entanto, o aumento da temperatura de tratamento térmico resultou em uma melhoria na aderência entre as camadas, recristalização da camada de Al1050 (com alteração na anisotropia) e fortalecimento das propriedades mecânicas, exceto pela resistência à tração e ao escoamento. Entre 350 e 450 °C, as propriedades mecânicas se estabilizaram, sendo que o tratamento a 350 °C proporcionou um equilíbrio ideal entre propriedades mecânicas, aderência e desempenho na curva limite de conformação. Isso se mostra vantajoso energeticamente na produção industrial de chapas multicamadas. [resumo fornecido pelo autor]The industrial expansion has propelled the search for more efficient production processes and superior-quality materials capable of combining diverse properties. In this scenario, multilayer materials stand out, enabling the fusion of distinct characteristics. Cold rolling technique emerges as an economically viable approach for producing these materials, requiring significant plastic deformation to ensure bonding between layers. Consequently, an annealing process is necessary to eliminate the rigidity resulting from cold deformation and to enhance layer-to-layer adhesion through diffusion. However, thermal treatment of multilayer materials is intricate due to the formation of intermetallic compounds at layer interfaces. In this context, this study aims to investigate the mechanical properties and interfaces of a sheet composed of three distinct materials: stainless steel AISI 304L, aluminum AA1050, and stainless steel AISI 430. This sheet underwent thermal treatments of 3 hours at temperatures of 250, 350, 450, and 550 °C, in addition to untreated samples. Interface regions were analyzed using Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) in conjunction with Scanning Electron Microscopy (SEM) images. Furthermore, the influence of thermal treatment on microstructure was evaluated through metallography. Formability was assessed through the forming limit curve obtained via Nakajima test, while adhesion between layers was evaluated through peel testing. Other mechanical properties were determined through tensile testing. Metallographic results indicated that aluminum was the most affected by temperature increase. Analysis via SEM and EDS revealed that the formation of a diffusion layer with micrometric thickness did not occur. However, the increase in thermal treatment temperature led to improved adhesion between layers, recrystallization of the Al1050 layer (with alteration in anisotropy), and reinforcement of mechanical properties, except for tensile and yield strengths. Between 350 and 450 °C, mechanical properties stabilized, with treatment at 350 °C providing an ideal balance between mechanical properties, adhesion, and performance in the limit curve of conformation. This demonstrates energetic advantages in industrial production of multilayer sheets. [resumo fornecido pelo autor]engporMateriais - Propriedades térmicasLaminação (Metalurgia)MateriaisMaterials - Thermal propertiesRolling (Metal-work)MaterialsInfluência da temperatura de recozimento na conformabilidade da chapa trimetálica - 304L/A1/430 obtida por laminação a frioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttps://lattes.cnpq.br/0113803788063624Pertile FabricioMestrado Acadêmico em Engenharia e Ciência dos MateriaisCampus Universitário de Caxias do Sul2023-12-28ORIGINALDissertação Fabricio Pertile.pdfDissertação Fabricio Pertile.pdfapplication/pdf2052286https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/12920/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Fabricio%20Pertile.pdfa52454195f72fcdbd2eeceb81f79ad78MD51TEXTDissertação Fabricio Pertile.pdf.txtDissertação Fabricio Pertile.pdf.txtExtracted texttext/plain103786https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/12920/2/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Fabricio%20Pertile.pdf.txt42420077a9f7eedff13e5a53a9f7de9dMD52THUMBNAILDissertação Fabricio Pertile.pdf.jpgDissertação Fabricio Pertile.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1367https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/12920/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Fabricio%20Pertile.pdf.jpg473be645cec208e32f857ef64f8e6444MD5311338/129202024-01-23 06:00:27.709oai:repositorio.ucs.br:11338/12920Repositório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2024-03-20T09:12:32.171926Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false |
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A expansão industrial tem impulsionado a busca por processos de produção mais eficientes e materiais de qualidade superior, capazes de combinar propriedades diversas. Nesse cenário, destacam-se os materiais multicamadas, que possibilitam a fusão de características distintas. A técnica de laminação a frio surge como uma abordagem economicamente viável para a produção desses materiais, exigindo deformação plástica significativa para garantir a união entre as camadas. Consequentemente, um recozimento é necessário para eliminar a rigidez proveniente da deformação a frio e para promover uma melhor aderência entre as camadas por meio de difusão. Entretanto, o tratamento térmico de materiais multicamadas é intrincado devido à formação de compostos intermetálicos nas interfaces das camadas. Nesse contexto, este estudo tem como objetivo investigar as propriedades mecânicas e as interfaces de uma chapa composta por três materiais distintos: aço inoxidável AISI 304L, alumínio AA1050 e aço inoxidável AISI 430. Essa chapa foi submetida a tratamentos térmicos de 3 horas a temperaturas de 250, 350, 450 e 550 °C, além de amostras não tratadas. As regiões de interface foram analisadas por meio de espectroscopia por dispersão de energia (EDS) em conjunto com imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, a influência do tratamento térmico na microestrutura foi avaliada por meio de metalografias. A conformabilidade foi avaliada por meio da curva limite de conformação obtida pelo ensaio Nakajima, enquanto a aderência entre as camadas foi avaliada pelo teste de descolamento. Outras propriedades mecânicas foram determinadas por meio de ensaios de tração. Os resultados metalográficos indicaram que o alumínio foi o mais afetado pelo aumento das temperaturas. A análise por MEV e EDS revelou que não ocorreu a formação de uma camada de difusão com espessura micrométrica. No entanto, o aumento da temperatura de tratamento térmico resultou em uma melhoria na aderência entre as camadas, recristalização da camada de Al1050 (com alteração na anisotropia) e fortalecimento das propriedades mecânicas, exceto pela resistência à tração e ao escoamento. Entre 350 e 450 °C, as propriedades mecânicas se estabilizaram, sendo que o tratamento a 350 °C proporcionou um equilíbrio ideal entre propriedades mecânicas, aderência e desempenho na curva limite de conformação. Isso se mostra vantajoso energeticamente na produção industrial de chapas multicamadas. [resumo fornecido pelo autor] |
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