Estudo experimental das variáveis térmicas de solidificação, macro/microestrutura e microdureza de uma liga ternária hipoeutética de AI-4%Cu-5%Ag

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2026
Autor(a) principal: Torres, Alan Granadeiro
Orientador(a): Ferreira, Alexandre Furtado lattes
Banca de defesa: Oliveira, Janaina da Costa Pereira Torres de lattes, Assis, Weslley Luiz da Silva lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/44562
Resumo: O alumínio ocupa o segundo lugar no ranking do mercado de metais, ficando atrás apenas do ferro fundido/aço. O rápido crescimento da indústria do alumínio está atribuído à combinação das propriedades que fazem deste um dos materiais mais versáteis da engenharia. Ele possui boa condutibilidade elétrica e térmica, alta refletividade à luz e ao calor, alta resistência à corrosão sob as mais altas condições de trabalho e pode ser fundido e trabalhado em quase todas as formas. Aplicações industriais, como as dos setores automotivo e aeronáutico, que requerem materiais com alta resistência mecânica e tenacidade, utilizam ligas do sistema Al-Cu por haver nesta liga binária as propriedades necessárias. A metalurgia é o meio que possibilita a adição de variados elementos de liga e a solidificação é o processo que permite obter diferentes propriedades na liga formado. As variáveis térmicas de solidificação auxiliam no estudo da microestrutura e em suas propriedades físicas. Com a adição de prata, formam-se as ligas do sistema ternário Al-Cu-Ag, utilizadas como modelos de estudos de ligas eutéticas com alto interesse científico, já que a prata proporciona relevantes mudanças nas propriedades do material. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho foi estudar as variáveis térmicas da liga de Al-4%Cu-5%Ag solidificada unidirecionalmente no sentido vertical ascendente em condições transientes de extração de calor, assim como analisar a sua macro/microestrutura e a microdureza. A macroestrutura observada foi majoritariamente colunar, mas foi observada transição colunar-equiaxial. A microestrutura foi dendrítica com lei de crescimento dada por λ3=65,38Ṫ -0,27. A microdureza Vickers da liga Al-4%Cu-5%Ag diminui ao longo do lingote, tendo seu maior valor de 62,1 HV e com variação de 12%.
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Ele possui boa condutibilidade elétrica e térmica, alta refletividade à luz e ao calor, alta resistência à corrosão sob as mais altas condições de trabalho e pode ser fundido e trabalhado em quase todas as formas. Aplicações industriais, como as dos setores automotivo e aeronáutico, que requerem materiais com alta resistência mecânica e tenacidade, utilizam ligas do sistema Al-Cu por haver nesta liga binária as propriedades necessárias. A metalurgia é o meio que possibilita a adição de variados elementos de liga e a solidificação é o processo que permite obter diferentes propriedades na liga formado. As variáveis térmicas de solidificação auxiliam no estudo da microestrutura e em suas propriedades físicas. Com a adição de prata, formam-se as ligas do sistema ternário Al-Cu-Ag, utilizadas como modelos de estudos de ligas eutéticas com alto interesse científico, já que a prata proporciona relevantes mudanças nas propriedades do material. Nesse sentido, o objetivo principal deste trabalho foi estudar as variáveis térmicas da liga de Al-4%Cu-5%Ag solidificada unidirecionalmente no sentido vertical ascendente em condições transientes de extração de calor, assim como analisar a sua macro/microestrutura e a microdureza. A macroestrutura observada foi majoritariamente colunar, mas foi observada transição colunar-equiaxial. A microestrutura foi dendrítica com lei de crescimento dada por λ3=65,38Ṫ -0,27. A microdureza Vickers da liga Al-4%Cu-5%Ag diminui ao longo do lingote, tendo seu maior valor de 62,1 HV e com variação de 12%.Aluminum ranks second in the metals market, behind only cast iron/steel. The rapid growth of the aluminum industry is attributed to the combination of properties that make it one of the most versatile materials in engineering. It has good electrical and thermal conductivity, high reflectivity to light and heat, high resistance to corrosion under the highest working conditions and can be cast and worked into almost any shape. Industrial applications, such as those in the automotive and aeronautics sectors, which require materials with high mechanical strength and toughness, use alloys from the Al-Cu system because this binary alloy has the necessary properties. Solidification is a way of adding different elements and obtaining different properties. The material's thermal variables help to study its microstructure and physical properties. With the addition of silver, alloys of the Al-Cu-Ag ternary system are formed, which are used as models for studying eutectic alloys with high scientific interest, since silver provides significant changes in the material's properties. In this sense, the main objective of this work was to study the thermal variables of the Al-4%Cu-5%Ag alloy solidified unidirectionally in the vertical upward direction under transient heat extraction conditions, as well as to analyze its macro/microstructure and microhardness. The macrostructure observed was mostly columnar, but a columnar-equiaxial transition was observed. The microstructure was dendritic with a growth law given by λ3=65.38 Ṫ -0.27. The Vickers microhardness of the Al-4%Cu-5%Ag alloy decreased along the ingot, with its highest value of 62.1 HV and a variation of 12%83 p.pt_BRporCC-BY-NCinfo:eu-repo/semantics/openAccessEstudo experimental das variáveis térmicas de solidificação, macro/microestrutura e microdureza de uma liga ternária hipoeutética de AI-4%Cu-5%Aginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisAlumínioLiga de Al-Cu-AgSolidificação unidirecionalMicroestruturaMicrodurezaEngenharia de materiaisMetalurgiaCaracterização de materiaisPropriedades dos metaisAluminumAl-Cu-Ag AlloyUnidirectional solidificationMicrostructureMicrohardnessMestrado acadêmicoUniversidade Federal FluminenseEscola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta RedondaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica2025Volta Redonda, RJObjetivo 9. Construir infraestruturas resilientes, promover a industrialização inclusiva e sustentável e fomentar a inovaçãoreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFFORIGINALDissertação Alan Granadeiro Torres.pdfDissertação Alan Granadeiro Torres.pdfapplication/pdf3094841https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/44562/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Alan%20Granadeiro%20Torres.pdf030e5b82d5b8036b172fc79dcf2d45e7MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/44562/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD521/445622026-09-29 14:59:55.615oai:app.uff.br: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ório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202026-09-29T17:59:55Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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