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Título: Estudo do efeito da vibração mecânica na solidificação da liga de alumínio 356.0
Título(s) alternativo(s): Study on the effects of mechanical vibration in the solidification of the aluminum alloy 356.0
Autor(es): Kirch, Laura Ferrazza
Orientador(es): Setti, Dalmarino
Palavras-chave: Solidificação
Ligas de alumínio
Vibração
Microestrutura
Solidification
Aluminum alloys
Vibration
Microstructure
Data do documento: 7-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: KIRCH, Laura Ferrazza. Estudo do efeito da vibração mecânica na solidificação da liga de alumínio 356.0. 2017. 41 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: A vibração na solidificação de ligas de alumínio resulta em refino de grão, microestrutura mais homogênea e contribui para a desgaseificação. O objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos que a vibração mecânica possui nas propriedades da liga de alumínio 356.0 durante a solidificação, mediante comparação de ensaios mecânicos e análises de microestrutura de amostras obtidas com diferentes parâmetros de vibração. Um molde metálico em formato “Y” foi confeccionado e apoiado a uma base metálica, a qual estava acoplado o dispositivo de vibração pneumático utilizado. A liga metálica foi obtida mediante adição de Si e Mg ao alumínio puro nas quantidades necessárias à liga 356.0 e a fusão ocorreu em forno tipo cadinho com temperatura de vazamento de 740 ºC. Três amostras foram obtidas e a solidificação ocorreu de forma não vibrada, e vibradas com 1 e 2 bar de pressão. Sete corpos de prova cilíndricos foram confeccionados de acordo com a norma ASTM B557M-10 em cada amostra para a realização de ensaios de tração, dureza Rockwell F, microscopia ótica e eletrônica de varredura. O ensaio de tração mostrou que houve um aumento de 6,2% na resistência a tração da amostra vibrada com 2 bar de pressão (163 MPa) em relação a não vibrada (137 MPa) e cerca de 12,5% em relação ao valor máximo citado em norma (145 MPa) para o processo convencional. O ensaio de dureza mostrou um aumento de 12,9% nos resultados da amostra vibrada com 2 bar de pressão (62 HRF) em relação a não vibrada (54 HRF). A amostra obtida com 1 bar de pressão apresentou resultados levemente melhores que a amostra não vibrada e ambas apresentaram porosidade superficial. A análise da microestrutura mostrou que houve mudança microestrutural e os grãos se tornaram mais arredondados à medida que se aumenta a intensidade de vibração.
Abstract: The vibration on the solidification of aluminum alloys results in grain refining, more homogeneous microstructure and also contributes to degas. The objective of this paper is to evaluate the effects of mechanical vibration on the properties of 356.0 aluminum alloy during solidification by comparing mechanical tests and microstructure analysis of samples obtained with different vibration parameters. A "Y" shaped metal mold was made and supported on a metal base, which was coupled to the pneumatic vibration device. The metal alloy was obtained adding Si and Mg to the pure aluminum in the necessary quantities to the alloy 356.0. The melting occurred in a crucible type oven with a casting temperature of 740 ºC. Three samples were obtained, and the solidification occurred non-vibrated, vibrated with 1 and 2 bar pressure. Seven cylindrical test specimens were made according to ASTM B557M-10 in each sample for tensile tests, Rockwell F hardness, metallography and SEM. The tensile test showed that there was a 6.2% increase in the tensile strength of the vibrated sample with 2 bar pressure (163 MPa) over the non-vibrated (137 MPa) and about 12.5% of the maximum value quoted in standard (145 MPa) for the conventional process. The hardness test showed a 12.9% increase in the results of the sample vibrated with 2 bar pressure (62 HRF) versus non-vibrated (54 HRF). The sample obtained with 1 bar pressure had slightly better results than the non-vibrated sample, and both had surface porosity. The analysis of the microstructure showed that there was a change of the microstructure and the grains became more round as the vibration intensity increased.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8213
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