Evolução microestrutural e propriedades mecânicas das ligas Al-10%Si-0,45%Mg e Al-10%Si-1,0%Mg

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Gandolfi, Maressa
Orientador(a): Spinelli, José Eduardo lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
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 dos Materiais - PPGCM-So
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/20.500.14289/14888
Resumo: Al-Si alloys with high silicon (Si) content are widely used in aerospace, automotive, microelectronics, among others. In this context, the Al-10 wt.% Si alloys with the addition of Magnesium (Mg) are alternatives that arouse interest for processing in permanent molds, by lost wax, by high pressure die-casting and by additive manufacturing. Due to growing interest, there are necessary more in-depth studies of the interrelationships between solidification thermal parameters, microstructural parameters and mechanical properties of the Al-10 wt. % Si-Mg alloys, both due to the scarcity of these data in the literature and due to the importance of this knowledge in the pre-programming related to foundry processes. In this sense, a study for the conditions of slow and moderate solidification was carried out through this Master's proposal. Through transient directional solidification experiments a wide range of dendritic scale variation was obtained for both Al-10 wt.% Si-0.45 wt.% Mg and Al-10 wt.% Si-1.0 wt.% Mg alloys, with primary and secondary dendritic spacings, 1 and 2 ranging from 76 m to 360 m and from 17 m to 38 m, respectively. The interdendritic phases detected were Mg2Si with Chinese Script morphology and Si with lamellar morphology, with a higher fraction of Mg2Si for the alloy containing 1.0 wt.% Mg. Thanks to the higher fraction of refined Mg2Si particles, in addition to greater refining and complexity of the dendritic network (smaller 2), the Al-10 wt.% Si-1.0 wt.% Mg alloy achieved greater mechanical strength and ductility compared to the Al-10 wt.% Si-0.45 wt.% Mg alloys. The samples of the Al-10 wt.% Si-1.0 wt.% Mg alloy with 2 of 16 m show the best balance of tensile properties with ultimate tensile strength limit of 220 MPa, yield tensile strength of 142 MPa and elongation-to-fracture of 5%.
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Due to growing interest, there are necessary more in-depth studies of the interrelationships between solidification thermal parameters, microstructural parameters and mechanical properties of the Al-10 wt. % Si-Mg alloys, both due to the scarcity of these data in the literature and due to the importance of this knowledge in the pre-programming related to foundry processes. In this sense, a study for the conditions of slow and moderate solidification was carried out through this Master's proposal. Through transient directional solidification experiments a wide range of dendritic scale variation was obtained for both Al-10 wt.% Si-0.45 wt.% Mg and Al-10 wt.% Si-1.0 wt.% Mg alloys, with primary and secondary dendritic spacings, 1 and 2 ranging from 76 m to 360 m and from 17 m to 38 m, respectively. The interdendritic phases detected were Mg2Si with Chinese Script morphology and Si with lamellar morphology, with a higher fraction of Mg2Si for the alloy containing 1.0 wt.% Mg. Thanks to the higher fraction of refined Mg2Si particles, in addition to greater refining and complexity of the dendritic network (smaller 2), the Al-10 wt.% Si-1.0 wt.% Mg alloy achieved greater mechanical strength and ductility compared to the Al-10 wt.% Si-0.45 wt.% Mg alloys. The samples of the Al-10 wt.% Si-1.0 wt.% Mg alloy with 2 of 16 m show the best balance of tensile properties with ultimate tensile strength limit of 220 MPa, yield tensile strength of 142 MPa and elongation-to-fracture of 5%.Ligas Al-Si com alto teor de silício (Si) são amplamente utilizadas nas indústrias aeroespacial, automotiva, microeletrônica, entre outras. Neste contexto, as ligas Al-10%Si com adição de Magnésio (Mg) são alternativas que despertam interesse para processamento em moldes permanentes, por cera perdida, por fundição sob pressão e por manufatura aditiva. Em função deste interesse crescente, são necessários estudos mais aprofundados das inter-relações entre parâmetros térmicos de solidificação, parâmetros microestruturais e propriedades mecânicas das ligas Al-10%Si-Mg, tanto devido à escassez desses dados na literatura quanto devido à importância deste conhecimento na pré-programação dos referidos processos de fundição. Neste sentido, um estudo para condições de solidificação lenta e moderada foi realizado. Por meio de experimentos de solidificação direcional transiente foi obtida uma ampla faixa de variação de escala dendrítica para amostras de ambas as ligas Al-10%Si-0,45%Mg e Al-10%Si-1,0%Mg, com espaçamentos dendríticos primários e secundários, 1 e 2 variando de 76 m a 360 m e de 17 m a 38 m, respectivamente. As fases interdendríticas detectadas foram Mg2Si com morfologia tipo Escrita Chinesa e Si com morfologia lamelar, sendo maior fração de Mg2Si para a liga contendo 1,0%Mg. Devido à maior fração de Mg2Si refinado, além de maior refino e complexidade da rede dendrítica (menor 2), a liga Al-10%Si-1,0%Mg alcançou maior resistência mecânica e ductilidade se comparada com a liga Al-10%Si-0,45%Mg. Amostras da liga Al-10%Si-1,0%Mg com 2 de 16 m evidenciaram o melhor balanço de propriedades de tração com limite de resistência à tração de 220 MPa, limite de escoamento de 142 MPa e alongamento específico de 5%.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLigas Al-Si-MgSolidificaçãoMicroestruturaPropriedades mecânicasAl-Si-Mg alloysSolidificationMicrostructureTensile propertiesENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAEvolução microestrutural e propriedades mecânicas das ligas Al-10%Si-0,45%Mg e Al-10%Si-1,0%MgMicrostructural evolution and mechanical properties of Al-10%Si-0,45%Mg and Al-10%Si-1,0%Mg alloysinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006008fc158b0-a390-45b3-a0bc-c39839f98f75reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALMaressa Gandolfi - Dissertação.pdfMaressa Gandolfi - Dissertação.pdfDissertaçãoapplication/pdf6521645https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5f65f19d-0cbf-4c43-b495-351b856e3a54/download9617d8df5d665466241924201d2a0808MD51trueAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento - P.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento - P.pdfCarta Comprovante de arquivamentoapplication/pdf989548https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/7ff7cd83-cd50-4d50-8ac0-599a5629675a/download71387e0b6db15d5f5d99794aa09d1fd1MD52falseCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3129ea96-8e31-42c1-adb2-b3800c7fb094/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREADTEXTMaressa Gandolfi - Dissertação.pdf.txtMaressa Gandolfi - Dissertação.pdf.txtExtracted texttext/plain120532https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/d18fee12-ba6e-4c45-920d-eda7386c288e/download094500da8a8a76d835cc3bf71538085cMD58falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento - P.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento - P.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f229eb55-a4f6-4973-9089-15ecded9a8b3/download68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD510falseTHUMBNAILMaressa Gandolfi - Dissertação.pdf.jpgMaressa Gandolfi - Dissertação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3643https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/165a59fb-2404-4f85-90b8-becd66e40e61/download34df68fa847ed01c8dc80e60f7546810MD59falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento - P.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento - P.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10984https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/88067e41-3b8a-40a0-a875-43021f8274f7/downloaddb46eae2f09e4aae852c5def3cd9b678MD511false20.500.14289/148882025-02-05 20:10:04.425http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/14888https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T23:10:04Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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