Processamento de uma liga Pb-4%Sb por extrusão angular em canais iguais

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Tipo

Dissertação de mestrado

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Primeiro orientador

Membros da banca

Paulo Jose Modenesi
Maria Teresa Paulino Aguilar
Ivete Peixoto Pinheiro

Resumo

Este trabalho abrangeu todas as etapas desde a preparação da liga Pb-4%Sb por fundição, processamento por Extrusão Angular em Canais Iguais-EACI, caracterização microestrutural e determinação das propriedades mecânicas antes e depois do processamento e simulação do processo utilizando o método de elementos finitos. Umamatriz de EACI, com canais de seção transversal quadrada com aresta de 16mm, foi construída em aço ABNT 1045. Uma liga Pb-4%Sb foi preparada por fundição dos elementos comercialmente puros e processada por EACI. Alguns corpos de prova apresentaram fraturas durante o primeiro passe e outros foram processados com sucessoaté 8 passes. Foram realizados ensaios de compressão e microdureza na liga antes e após o processamento para determinar as suas propriedades mecânicas. Microscopia ótica e eletrônica de varredura foram utilizadas para determinar a microestrutura da liga antes e após o processamento. Constatou-se a ocorrência de recristalização dinâmica na liga durante deformação na temperatura ambiente, reduzindo a sua resistência mecânica. A estrutura da liga foi refinada devido à recristalização e os precipitados de antimônio foram quebrados. Observou-se a ocorrência de concentração de deformação durante oprocessamento por EACI. Simulações numéricas do processo através do método de elementos finitos, utilizando a curva de fluxo da liga Pb-4%Sb, indicaram a formação de uma camada morta de material na curvatura externa da zona de deformação quando considerou-se o atrito entre o corpo de prova e a ferramenta. Também observou-se a ocorrência de concentração de deformação quando a malha utilizada na simulação foi refinada.

Abstract

This work has covered all stages from alloy preparation by melting, processing by Equal Channel Angular Pressing-ECAP, microstructural characterization and mechanical properties determination before and after processing and the finite element modelling simulation of the process. An ECAP die, with 16mm edge square cross section, was manufactured using ABNT 1045 steel. A Pb-4%Sb cast alloy was prepared by melting the pure elements and processed by ECAP. Some specimens fractured during the first pressing and others were succesfully processed up to 8 passes. Compression and microhardness tests were performed in the alloy before and after processing in order to determine its mechanical properties. Optical microscopy andscanning electron microscopy were used to determine the alloy microstructure before and after ECAP. The alloy was found to be subjected to dynamic recristallization when strained at room temperature, leading to a reduction of its mechanical resistance. The structure was refined by recrystallization and the antimony precipitates were broken.Strain localization was observed during ECAP straining. FEM simulations employing the Pb-4%Sb alloy flow curve indicated the appearence of a dead metal layer in the external curvature of the deformation zone, when friction between the specimen and the die was considered. Strain localization was also observed in simulations with finer mesh.

Assunto

Engenharia metalúrgica, Metalurgia de transformação

Palavras-chave

liga Pb-Sd, Extrusão, Deformação plástica intensa

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