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Junção por fricção e mistura mecânica em ligas tixofundidas de magnésio de alto desempenho

Processo: 10/11391-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de maio de 2011 - 30 de abril de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Haroldo Cavalcanti Pinto
Beneficiário:Haroldo Cavalcanti Pinto
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):13/10937-0 - Soldagem por fricção e mistura mecânica de ligas de magnésio ZK60-RE para aplicações em estruturas aeronáuticas, BP.IC
11/19218-0 - Fundição, tratamento térmico e caracterização de ligas de magnésio ZK60-RE para aplicações em estruturas aeronáuticas, BP.IC
11/09324-8 - Junção por fricção e mistura mecânica em ligas tixofundidas de magnésio de alto desempenho, BP.DD
Assunto(s):Aeronáutica  Superligas  Resistência dos materiais  Tensão residual  Magnésio  Textura 

Resumo

O presente projeto tem como objetivo estudar a soldabilidade por fricção e mistura mecânica (SFMM) de novos materiais leves e recicláveis de elevado desempenho à base da liga de magnésio ZK60 (Mg-6%Zn-1%Zr) modificada com diferentes teores de mischmetal (ZK60-RE): 0.5, 1.5 e 2.5 % em peso. Para a obtenção de tais materiais ainda inexplorados no Brasil propõe-se a utilização da fundição de semi-sólidos sob agitação mecânica, combinada a tratamentos térmicos do tipo T4, T5 ou T6. A liga ZK60 representa uma importante matriz para o desenvolvimento de materiais com aplicações em estruturas aeronáuticas mais leves, já que oferece a maior resistência mecânica específica dentre as ligas de magnésio tradicionais, aproximando-se da liga de alumínio 7075. A sua modificação através da adição de terras raras visa formar intermetálicos de elevado ponto de fusão e estabilidade termoquímica necessários ao aumento da resistência mecânica a temperatura ambiente e também a temperaturas mais elevadas; além da resistência à corrosão e à oxidação. Já o zircônio atua no refino de grão em fundidos de magnésio, aumentando o potencial destes materiais para uma moldagem definitiva através da fundição de semi-sólidos. A influência dos parâmetros de fundição, tratamento térmico e junção será quantificada na microestrutura, nas propriedades mecânicas, no comportamento em meios corrosivos e na oxidação das ligas e suas juntas soldadas por fricção e mistura mecânica. Propõe-se a aquisição de um difratômetro de raios-X que permitirá estudar ainda propriedades de juntas soldadas ainda raramente investigadas no Brasil, mas especialmente vitais ao desempenho de junções de magnésio, tais como: a formação de textura cristalográfica na zona de mistura e nas zonas termomecanicamente afetadas, e a sua relação com as propriedades mecânicas; e o alívio mecânico de tensões residuais e seu efeito nas taxas de propagação de trinca por fadiga e na corrosão. Esta proposta conta com o apoio do Grupo Rima Industrial S/A e da EMBRAER, que demonstraram um grande interesse nesta pesquisa e se comprometeram formalmente em acompanhar a condução do projeto, inclusive se dispondo a fornecer as matérias-primas para preparação das ligas e atuar conjuntamente nas etapas de fundição e soldagem das ligas ZK60-RE. O proponente já tem experiência com a soldagem e a caracterização de ligas de magnésio. (AU)

Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BIANCARDI, OLIVEIRA VERONA; ROSA, VIERA LUCCAS; DE ABREU, LIMA BRUNO; RENATO TAVARES, AVILA PEDRO; CORREA, REGO GALTIERE; CAVALCANTI, PINTO HAROLDO; NAPOLEAO, BASTOS IVAN; PEREIRA, DA SILVA ERENILTON. Corrosion behavior of as-cast ZK60 alloy modified with rare earth addition in sodium sulfate medium. Corrosion Science, v. 158, SEP 2019. Citações Web of Science: 1.
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ERENILTON PEREIRA DA SILVA; VERONA BIANCARDI OLIVEIRA; VICTOR FERRINHO PEREIRA; OMAR MALUF; RICARDO HENRIQUE BUZOLIN; HAROLDO CAVALCANTI PINTO. Microstructure and Residual Stresses in a Friction Stir Welded Butt Joint of as-cast ZK60 Alloy Containing Rare Earths. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 20, n. 3, p. 775-779, Jun. 2017. Citações Web of Science: 3.
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GARCIA, JOSE; PINTO, HAROLDO; RAMOS-MOORE, ESTEBAN; ESPINOZA, CARLOS; OSTBY, JONAS; COELHO, RODRIGO. In-situ high temperature stress analysis of Ti(C,N) coatings on functionally graded cemented carbides by energy dispersive synchrotron X-ray diffraction. INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRACTORY METALS & HARD MATERIALS, v. 56, p. 27-34, APR 2016. Citações Web of Science: 7.
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ERENILTON PEREIRA DA SILVA; LARISSA FERNANDES BATISTA; BRUNA CALLEGARI; RICARDO HENRIQUE BUZOLIN; FERNANDO WARCHOMICKA; GUILLERMO CARLOS REQUENA; PEDRO PAIVA BRITO; HAROLDO CAVALCANTI PINTO. Solution and ageing heat treatments of ZK60 magnesium alloys with rare earth additions produced by semi-solid casting. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 17, n. 6, p. 1507-1512, Dez. 2014.
COELHO, R. S.; CORPAS, M.; MORETO, J. A.; JAHN, A.; STANDFUSS, J.; KAYSSER-PYZALLA, A.; PINTO, H. Induction-assisted laser beam welding of a thermomechanically rolled HSLA S500MC steel: A microstructure and residual stress assessment. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING, v. 578, p. 125-133, AUG 20 2013. Citações Web of Science: 16.

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