Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2011
Autor(a) principal: Prados, Erika Fernanda
Orientador(a): Ferrante, Maurizio lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021
Resumo: Internal boundaries hardening and precipitation hardening are two important mechanisms acting in metallic alloys. The former has special relevance when the grain size is reduced to dimensions below 1 μm, and this can be accomplished by a variety of Severe Plastic Deformation techniques, such as Equal Channel Angular Pressing. The objective of the present thesis is a better understanding of the strengthening mechanisms and work-hardening behavior of a precipitation hardening Al alloy subjected to Equal Channel Angular Pressing. The pertinent literature almost invariably shows that high strength goes together with low work hardening rate, that is, the stress-strain curve tends to be flat, meaning that highly deformed metals and alloys show low ductility. Among the strategies devised to counteract this effect, post deformation precipitation heat treatments seem to have a beneficial effect on the work hardening rate. In this condition precipitates would reduce the dynamic recovery rate and additionally promote some hardening. The present study was performed on an Al-4%Cu alloy, deformed by up to four passes of equal channel angular pressing and heat treated according to different schedules, including post deformation ageing. The work is divided in three sections: (i) Severe plastic deformation influence on precipitation; (ii) Correlation of strength and ductility with the Al2Cu precipitates dispersion, while the work hardening behavior is described by the relevant Kocks-Mecking curves; (ii) Study of the contribution of each of the four hardening mechanisms on final strength: work hardening, solid solution, precipitation and internal boundaries hardening. Conclusions show that a fine precipitate dispersion increases the work hardening rate by limiting dynamic recovery rate. It was also ascertained that cold deformation accelerates precipitation by a factor of three, however, precipitation hardening is swamped by the softening effect caused by the precipitation heat treatment itself.
id SCAR_26ee34469a6d63f62f84e44a6f7c5102
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12021
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Prados, Erika FernandaFerrante, Mauriziohttp://lattes.cnpq.br/6067173982945625Sordi, Vitor Luizhttp://lattes.cnpq.br/8364164402481940http://lattes.cnpq.br/8992454758111330a857a147-7d91-4406-906c-daa766dd86c12019-11-13T14:10:50Z2019-11-13T14:10:50Z2011-03-03PRADOS, Erika Fernanda. Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu : efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade. 2011. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021Internal boundaries hardening and precipitation hardening are two important mechanisms acting in metallic alloys. The former has special relevance when the grain size is reduced to dimensions below 1 μm, and this can be accomplished by a variety of Severe Plastic Deformation techniques, such as Equal Channel Angular Pressing. The objective of the present thesis is a better understanding of the strengthening mechanisms and work-hardening behavior of a precipitation hardening Al alloy subjected to Equal Channel Angular Pressing. The pertinent literature almost invariably shows that high strength goes together with low work hardening rate, that is, the stress-strain curve tends to be flat, meaning that highly deformed metals and alloys show low ductility. Among the strategies devised to counteract this effect, post deformation precipitation heat treatments seem to have a beneficial effect on the work hardening rate. In this condition precipitates would reduce the dynamic recovery rate and additionally promote some hardening. The present study was performed on an Al-4%Cu alloy, deformed by up to four passes of equal channel angular pressing and heat treated according to different schedules, including post deformation ageing. The work is divided in three sections: (i) Severe plastic deformation influence on precipitation; (ii) Correlation of strength and ductility with the Al2Cu precipitates dispersion, while the work hardening behavior is described by the relevant Kocks-Mecking curves; (ii) Study of the contribution of each of the four hardening mechanisms on final strength: work hardening, solid solution, precipitation and internal boundaries hardening. Conclusions show that a fine precipitate dispersion increases the work hardening rate by limiting dynamic recovery rate. It was also ascertained that cold deformation accelerates precipitation by a factor of three, however, precipitation hardening is swamped by the softening effect caused by the precipitation heat treatment itself.Refino de grão e precipitação são dois importantes mecanismos de endurecimento de ligas. O primeiro torna-se especialmente relevante quando os grãos são reduzidos a dimensões menores do que 1 μm, o que pode ser realizado por técnicas de Deformação Plástica Severa (DPS), por exemplo, Extrusão em Canal Angular (ECA). O objetivo desta tese é contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos de aumento de resistência mecânica e os de endurecimento por deformação ou encruamento. De fato, a literatura pertinente mostra que alta resistência está sempre associada a uma baixa taxa de encruamento, ou seja, a curva tensão - deformação apresenta-se plana significando que metais e ligas altamente deformados exibem perda de ductilidade. Dentre as estratégias mobilizadas para limitar esta deficiência, tratamentos térmicos pós-deformação parecem surtir algum benefício na taxa de endurecimento por deformação. Nessa condição os precipitados reduziriam a recuperação dinâmica e ao mesmo tempo promoveriam algum endurecimento por precipitação. Este estudo foi realizado sobre uma liga Al-4%Cu, deformada por até quatro passes de extrusão em canal angular e tratada termicamente de acordo com diferentes ciclos térmicos, inclusive envelhecimento pós-deformação. A discussão foi dividida em três seções: (i) Influência da deformação plástica severa na precipitação (ii) Correlação da resistência mecânica e ductilidade com os parâmetros de dispersão de precipitados, utilizando curvas de Kocks-Mecking; (iii) Estudo da contribuição de cada um dos mecanismos de endurecimento na resistência final: encruamento, solução sólida, precipitação e contornos internos. As conclusões mostram que uma fina dispersão de precipitados aumenta a taxa de encruamento via diminuição da recuperação dinâmica. Foi também verificado que deformação plástica severa acelera a cinética de precipitação por três ordens de grandeza, mas que o endurecimento por precipitação é superado pelo amolecimento causado pelo próprio tratamento térmico de envelhecimento.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarMetais - extrusãoDeformação plástica severaCanal angularMecanismos de endurecimentoPropriedades mecânicasPrecipitaçãoMetals - extrusionSevere plastic deformationAngle channelHardening mechanismsMechanical propertiesPrecipitationENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICADeformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidadeEqual channel angular pressing of an al-4%cu alloy: hardening mechanisms effects on mechanical strength and ductilityinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006009b0e4c22-9e3e-49b9-85ed-c69a21a12d1areponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALTeseEFP.pdfTeseEFP.pdfapplication/pdf4510133https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/80f5b8dc-a765-4b19-90ec-8b2ad22d17db/download5675e2033d18f45a7df49cb0b44b1889MD51trueAnonymousREADTEXTTeseEFP.pdf.txtTeseEFP.pdf.txtExtracted texttext/plain215162https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a35beac6-8381-4466-8315-9b7f9cf21414/downloadd1e7f029a897e672eb39390ff67d645dMD54falseAnonymousREADTHUMBNAILTeseEFP.pdf.jpgTeseEFP.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4339https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/58de9302-71d2-4da4-8ea3-0d426f5fb237/downloadb589b42fcb6bc1b3bb0a8a2482ca9438MD55falseAnonymousREAD20.500.14289/120212025-02-05 19:21:28.785open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12021https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T22:21:28Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Equal channel angular pressing of an al-4%cu alloy: hardening mechanisms effects on mechanical strength and ductility
title Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
spellingShingle Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
Prados, Erika Fernanda
Metais - extrusão
Deformação plástica severa
Canal angular
Mecanismos de endurecimento
Propriedades mecânicas
Precipitação
Metals - extrusion
Severe plastic deformation
Angle channel
Hardening mechanisms
Mechanical properties
Precipitation
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
title_short Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
title_full Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
title_fullStr Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
title_full_unstemmed Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
title_sort Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu: efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade
author Prados, Erika Fernanda
author_facet Prados, Erika Fernanda
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8992454758111330
dc.contributor.author.fl_str_mv Prados, Erika Fernanda
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Ferrante, Maurizio
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6067173982945625
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Sordi, Vitor Luiz
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8364164402481940
dc.contributor.authorID.fl_str_mv a857a147-7d91-4406-906c-daa766dd86c1
contributor_str_mv Ferrante, Maurizio
Sordi, Vitor Luiz
dc.subject.por.fl_str_mv Metais - extrusão
Deformação plástica severa
Canal angular
Mecanismos de endurecimento
Propriedades mecânicas
Precipitação
topic Metais - extrusão
Deformação plástica severa
Canal angular
Mecanismos de endurecimento
Propriedades mecânicas
Precipitação
Metals - extrusion
Severe plastic deformation
Angle channel
Hardening mechanisms
Mechanical properties
Precipitation
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Metals - extrusion
Severe plastic deformation
Angle channel
Hardening mechanisms
Mechanical properties
Precipitation
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
description Internal boundaries hardening and precipitation hardening are two important mechanisms acting in metallic alloys. The former has special relevance when the grain size is reduced to dimensions below 1 μm, and this can be accomplished by a variety of Severe Plastic Deformation techniques, such as Equal Channel Angular Pressing. The objective of the present thesis is a better understanding of the strengthening mechanisms and work-hardening behavior of a precipitation hardening Al alloy subjected to Equal Channel Angular Pressing. The pertinent literature almost invariably shows that high strength goes together with low work hardening rate, that is, the stress-strain curve tends to be flat, meaning that highly deformed metals and alloys show low ductility. Among the strategies devised to counteract this effect, post deformation precipitation heat treatments seem to have a beneficial effect on the work hardening rate. In this condition precipitates would reduce the dynamic recovery rate and additionally promote some hardening. The present study was performed on an Al-4%Cu alloy, deformed by up to four passes of equal channel angular pressing and heat treated according to different schedules, including post deformation ageing. The work is divided in three sections: (i) Severe plastic deformation influence on precipitation; (ii) Correlation of strength and ductility with the Al2Cu precipitates dispersion, while the work hardening behavior is described by the relevant Kocks-Mecking curves; (ii) Study of the contribution of each of the four hardening mechanisms on final strength: work hardening, solid solution, precipitation and internal boundaries hardening. Conclusions show that a fine precipitate dispersion increases the work hardening rate by limiting dynamic recovery rate. It was also ascertained that cold deformation accelerates precipitation by a factor of three, however, precipitation hardening is swamped by the softening effect caused by the precipitation heat treatment itself.
publishDate 2011
dc.date.issued.fl_str_mv 2011-03-03
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-11-13T14:10:50Z
dc.date.available.fl_str_mv 2019-11-13T14:10:50Z
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.citation.fl_str_mv PRADOS, Erika Fernanda. Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu : efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade. 2011. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021
identifier_str_mv PRADOS, Erika Fernanda. Deformação em canal angular de uma liga Al-4%Cu : efeito dos mecanismos de endurecimento na resistência mecânica e ductilidade. 2011. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12021
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv 9b0e4c22-9e3e-49b9-85ed-c69a21a12d1a
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/80f5b8dc-a765-4b19-90ec-8b2ad22d17db/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a35beac6-8381-4466-8315-9b7f9cf21414/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/58de9302-71d2-4da4-8ea3-0d426f5fb237/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 5675e2033d18f45a7df49cb0b44b1889
d1e7f029a897e672eb39390ff67d645d
b589b42fcb6bc1b3bb0a8a2482ca9438
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688837320802304