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

• Processo: 11/09324-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Haroldo Cavalcanti Pinto
• Beneficiário: Erenilton Pereira da Silva
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/11391-2 - Junção por fricção e mistura mecânica em ligas tixofundidas de magnésio de alto desempenho, AP.JP
• Assunto(s): Aeronáutica Soldagem por fricção
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeronáutica | Friction Stir Welding | Magnésio | tensão residual | textura | tixofundição | Ligas de Magnésio

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 semissólidos 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 semissólidos. 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 difratometro de raios-X que permitirá estudar ainda propriedades de juntas soldadas 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

(10)

(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)

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, 2014-12-00. (11/09324-8, 13/10937-0, 11/19218-0, 10/11391-2)

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SILVA, E. P.; LEIVA, D. R.; FLORIANO, R.; OLIVEIRA, V. B.; PINTO, H. C.; BOTTA, W. J.. Hydrogen storage properties of filings of the ZK60 alloy modified with 2.5 wt% mischmetal. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 45, n. 8, p. 5375-5383, FEB 14 2020. (11/09324-8, 16/13885-9, 13/05987-8)

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, 2017-04-27. (10/11391-2, 11/19218-0, 11/09324-8)

DA SILVA, ERENILTON PEREIRA; BATISTA, LARISSA FERNANDES; CALLEGARI, BRUNA; BUZOLIN, RICARDO HENRIQUE; WARCHOMICKA, FERNANDO; REQUENA, GUILLERMO CARLOS; BRITO, PEDRO PAIVA; PINTO, HAROLDO CAVALCANTI. 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, NOV-DEC 2014. (11/09324-8, 10/11391-2, 13/10937-0, 11/19218-0)

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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. (11/09324-8, 10/11391-2)

SILVA, E. P.; MARQUES, F.; NOSSA, T. S.; ALFARO, U.; PINTO, H. C.. Impact of Ce-base mischmetal on the microstructure and mechanical behavior of ZK60 magnesium casting alloys. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING, v. 723, p. 306-313, APR 18 2018. (11/09324-8, 10/11391-2, 11/19218-0)

DA SILVA, ERENILTON PEREIRA; BATISTA, LARISSA FERNANDES; CALLEGARI, BRUNA; BUZOLIN, RICARDO HENRIQUE; WARCHOMICKA, FERNANDO; REQUENA, GUILLERMO CARLOS; BRITO, PEDRO PAIVA; PINTO, HAROLDO CAVALCANTI. 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. 6-pg., 2014-11-01. (11/09324-8, 11/19218-0, 10/11391-2, 13/10937-0)

DA SILVA, ERENILTON PEREIRA; BUZOLIN, RICARDO HENRIQUE; ALFARO, ULISES; REQUENA, GUILLERMO; PINTO, HAROLDO CALVALCANTI. Microstructure and mechanical behavior of similar butt-joints of ZK60 and ZK60-1.5RE magnesium alloys produced by linear friction stir welding. JOURNAL OF MAGNESIUM AND ALLOYS, v. 9, n. 5, p. 1782-1796, SEP 15 2021. (10/11391-2, 11/19218-0, 11/09324-8)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

SILVA, Erenilton Pereira da. Fundição, laminação e soldagem por fricção e mistura mecânica de ligas de magnésio com adição de Mischmetal. 2016. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD) São Carlos.