Processamento de pós de alumínio por forjamento multidirecional
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Nayara Aparecida Neres da Silva
Elaine Carballo Siqueira Corrêa
Elaine Carballo Siqueira Corrêa
Resumo
Uma das possíveis rotas de reciclagem de alumínio é o processamento pela metalurgia do pó
(MP), que proporciona a redução das emissões de poluentes e o aumento da eficiência do
processo. Neste trabalho, é proposta uma variação do processamento de alumínio por MP, com
a utilização de um processo de deformação plástica severa (SPD), o forjamento multidirecional
(MDF). Após a caracterização, os pós foram compactados com o uso de 5, 15 e 30 ciclos de
MDF com amplitude de deformação de ~0,90 por ciclo e tensão axial de 412 MPa. Parte do
material foi submetida à sinterização por diferentes ciclos térmicos, para a definição das
condições ideais. As temperaturas e os tempos de sinterização que apresentaram os melhores
resultados foram a 550°C por 90 minutos e a 600°C por 120 minutos. Os corpos de prova (CP)
sinterizados e não sinterizados foram caracterizados quanto à dureza e ao comportamento
mecânico para avaliar a influência do processamento mecânico e térmico dos pós de alumínio
em suas propriedades. O resultado do ensaio de dureza indicou que o número de ciclos de MDF
durante a compressão dos pós-metálicos não influenciou nem na dureza do compactado verde
nem na do material sinterizado. Além disso, há a tendência de redução na dureza do material
com o aumento da temperatura e do tempo de sinterização. Nos ensaios de compressão, foi
identificada uma tendência do aumento dos limites de escoamento e de resistência à compressão
com o aumento no número de ciclos de compactação para as amostras não sinterizadas. Para o
material sinterizado, houve a eliminação da influência da quantidade de ciclos de MDF na
resistência mecânica. Não houve influência do número de ciclos de compactação na ductilidade
dos pós de alumínio processados. A sinterização, em geral, aumentou a resistência mecânica
dos corpos de prova e a ductilidade do material.
Abstract
One of the possible routes for aluminum recycling is processing through powder metallurgy
(PM), which enables the reduction of pollutant emissions and an increase in process efficiency.
In this work, a variation of aluminum processing via PM is proposed, employing a severe plastic
deformation (SPD) technique – multidirectional forging (MDF). After characterization, the
powders were compacted using 5, 15, and 30 MDF cycles with a strain amplitude of ~0.90 per
cycle and an axial stress of 412 MPa. Part of the material was subjected to various heat cycles
to determine the optimal conditions. The temperatures and sintering times that yielded the best
results were 550°C for 90 minutes and 600°C for 120 minutes. Both sintered and non-sintered
specimens were characterized in terms of hardness and mechanical behavior to evaluate the
influence of mechanical and thermal processing of aluminum powders on their properties. The
hardness test results indicated that the number of MDF cycles during powder compaction did
not affect either the green compact hardness or the hardness after sintering. Additionally, there
was a trend of decreasing material hardness with increasing sintering temperature and time. In
compression tests, a trend of increasing yield strength and compressive strength was observed
with an increasing number of compaction cycles for non-sintered samples. For sintered samples,
however, the influence of the number of MDF cycles on the mechanical strength of the material
was eliminated. The number of compaction cycles did not affect the ductility of the processed
aluminum powders. Sintering generally increased the mechanical strength and ductility of the
specimens.
Assunto
Engenharia mecânica, Metalurgia do pó, Metais - Propriedades mecânicas, Deformações (Mecânica), Sinterização
Palavras-chave
Metalurgia do pó, Deformação severa, Forjamento multidirecional, Sinterização, Propriedades mecânicas