Desenvolvimento de processamento por deformação multi-axial cíclica e avaliação do comportamento mecânico e evolução microestrutural do alumínio
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Processing development by multi-axial deformation forging and evaluation of mechanical behavior and microstructure evolution of aluminum
Primeiro orientador
Membros da banca
Elaine Carballo Siqueira Corrêa
Pedro Henrique Rodrigues Pereira
Wellington Lopes
Cleber Granato de Faria
Maria Teresa Paulino Aguilar
Pedro Henrique Rodrigues Pereira
Wellington Lopes
Cleber Granato de Faria
Maria Teresa Paulino Aguilar
Resumo
A constante busca por metais com propriedades mecânicas cada vez mais atrativas leva
ao desenvolvimento de novas técnicas de processamento. Processos de fabricação que
envolvem deformação plástica severa (Severe Plastic Deformation – SPD) tem sido
amplamente utilizados com o objetivo de aumentar a resistência mecânica dos metais.
Estas técnicas promovem o refino do tamanho de grão à escala submicrométrica de forma
a aumentar a resistência mecânica dos metais. Dentre as técnicas de SPD, o
processamento por MDF (Multi Directional Forging) se destaca por: ser (i) a única
técnica de deformação plástica severa que permite acompanhar a curva tensão x
deformação durante o processamento; (ii) um processamento simples, podendo ser
realizado em qualquer equipamento de compressão, até mesmo sem ferramental e (iii)
possibilitar o processamento de peças com grandes dimensões. As metodologias adotadas
para o processamento por MDF geram dificuldades durante o processamento devido às
distorções geométricas causadas pelo atrito entre o material e as superfícies de
compressão, o que dificulta o controle do processo. As alternativas para resolver estes
problemas aumentam o tempo e custo de processamento ou alteram o caminho de
deformação e consequentemente as propriedades finais do material processado. Este
trabalho tem o objetivo de desenvolver uma metodologia de processamento por MDF que
elimine as dificuldades atuais e comparar os resultados obtidos por esta metodologia e as
demais metodologias que utilizam o estado triplo de deformação tomando o Alumínio
como exemplo de material. A metodologia desenvolvida é eficiente, reduz o tempo de
processamento, é mais barata, mantém o estado triplo de deformação e elimina os maiores
problemas encontrados nas metodologias encontradas na literatura. A distribuição de
deformação, microdureza e evolução microestrutural apontam para uma maior
deformação na região central das amostras quando comparada com as extremidades.
Abstract
The constant search for metals with outstanding mechanical behavior leads to the
development of new processing techniques. Manufacturing processes that involve severe
plastic deformation (SPD) have been widely used to improve the mechanical behavior of
metals. These techniques promote the grain size refinement on a submicron scale in order
to increase the metal strength. Among SPD techniques, MDF (Multi Directional Forging)
stands out for the following advantages: (i) it is the only severe plastic deformation
technique that allows the determination of the stress x strain curves for the material during
processing, (ii); it is a simple processing technique that can be performed on any
compression equipment, even without tools and (iii) it allows the processing of large
samples. The methodologies adopted for MDF processing present some difficulties
during processing due to geometric distortions caused by the friction between the material
and the compression tools. These problems make it difficult to control the process. The
alternatives to solve these problems increase the processing time and cost or change the
strain path, and consequently the final properties of the processed material. This work
aims to develop an MDF processing methodology that eliminates the current difficulties
and to compare the results obtained by this methodology and the other methodologies that
use the triaxial strain state, for the specific case of Aluminum processing. The developed
methodology is efficient, decreases the processing time, is cheaper, maintains the triaxial
strain state, and eliminates the main problems found in the literature's methodologies. The
strain distribution, microhardness, and microstructural evolution point to a greater
deformation in the central region of the samples when compared to the extremities.
Assunto
Materiais, Ciência dos materiais, Alumínio, Metais - Deformação
Palavras-chave
Alumínio, MDF, Deformação plástica severa