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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19363
Tipo: Tese
Título: Otimização dos parâmetros de fundição via solidificação direcional na obtenção de ligas metálicas complexas quasicristalinas de base alumínio
Autor(es): Barros, Thayza Pacheco dos Santos
Primeiro Orientador: Cavalcante, Danielle Guedes de Lima
Primeiro Coorientador: Lima, Bruno Alessandro Silva Guedes de
Resumo: O desenvolvimento de processos de fabricação que aliem baixo custo e eficiência na produção de ligas metálicas complexas quasicristalinas, tornou-se um desafio para pesquisadores e engenheiros de modo a tornar sua produção viável em aplicações industriais. As ligas quasicristalinas apresentam características microestruturais singulares e propriedades diferenciadas que as tornam candidatas a usos potenciais em revestimentos e compósitos de matrizes dúcteis, catalizadores, entre outros. Apesar das características especiais destas ligas, atreladas ao baixo custo das matérias-primas, a metalurgia para sua obtenção necessita de condições adequadas de processamento. Várias técnicas convencionais de fabricação são usadas na obtenção de ligas quasicristalinas, tais como: fundição convencional em forno de indução, fundição por resfriamento rápido, metalurgia do pó, entre outras. Os processos de fabricação que usam resfriamento rápido mostraram-se eficientes na produção destes materiais com uma maior fração de fases quasicristalinas, já na primeira etapa do processamento. A maioria destas técnicas, porém, apresenta como principais inconvenientes altos custos para produção em larga escala. Neste sentido, propõese uma rota de processamento de fundição via solidificação unidirecional, onde se poderá aumentar a severidade do resfriamento de modo a maximizar a quantidade de fase quasicristalina. Para tanto, a liga com composição nominal Al62,5Cu25Fe12,5 foi fundida e solidificada unidirecionalmente sob condições otimizadas do processamento, sendo possível a produção de uma liga com mais de 70% de fase quasicristalina, ainda na etapa de fundição. Com o tratamento térmico de homogeneização por 750°C/2h, foi possível produção de 500g de liga com mais de 90% de fase quasicristalina. Este resultado mostrou-se eficiente quando comparado a técnicas de uso já consagradas. Foi possível, assim, ao final do trabalho criar uma rota eficaz, com condições otimizadas de processamento, para produção de ligas quasicristalinas praticamente homogêneas, com grande perspectiva de produção ampla.
Abstract: The development of manufacturing processes that combine low cost and efficiency in the production of complex quasicrystalline metal alloys has become a challenge for researchers and engineers in order to make their production viable in industrial applications. The quasicrystalline alloys have unique microstructural characteristics and differentiated properties that make them candidates for potential uses in coatings and composites of ductile matrixes, catalysts, among others. Despite the special characteristics of these alloys, coupled with the low cost of the raw materials, the metallurgy to obtain them needs adequate processing conditions. Several conventional manufacturing techniques are used to obtain quasicrystalline alloys, such as: conventional casting in induction furnace, fast cooling casting, powder metallurgy, among others. Manufacturing processes using fast cooling showed to be efficient in the production of these materials with a higher fraction of quasicrystalline phases, already in the first stage of processing. Most of these techniques, however, present as major drawbacks high costs for large-scale production. In this sense, it is proposed a smelter processing route via unidirectional solidification, whereby the severity of the cooling can be increased in order to maximize the quasicrystalline phase amount. For this purpose, the alloy with nominal composition Al62.5Cu25Fe12.5 was unidirectionally fused and solidified under optimized processing conditions, it was possible to produce an alloy with more than 70% quasicrystalline phase, still in the melting stage. With the heat treatment of homogenization by 750 ° C / 2h, it was possible to produce 500g of alloy with more than 90% of quasicrystalline phase. This result was efficient when compared to already established techniques of use. It was possible, at the end of the work, to create an efficient route, with optimized processing conditions, for the production of quasicrystalline alloys practically homogeneous, with great prospect of large-scale production.
Palavras-chave: Solidificação direcional
Quasicristal
Unidirecional
Directional
Quasicrystalline
Unidirectional
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso embargado
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19363
Data do documento: 30-Mai-2019
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

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