Engenharia microestrutural de ligas de aluminio estruturais

• Processo: 14/03870-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2014
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Haroldo Cavalcanti Pinto
• Beneficiário: Larissa Fernandes Batista
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Sistemas mecânicos Ligas de alumínio Propriedades mecânicas Microestruturas In situ Tomografia Caracterização microestrutural
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aluminium Alloys | Phase properties | Tomography | 3D imaging methods

Resumo

Componentes de engenharia são desenvolvidos explorando-se as propriedades dos materiais, as quais, na maioria dos casos, são formadas por mais de uma fase. Tais propriedades nos materiais multifásicos são determinadas pela combinação de cada fase individual e suas determinadas propriedades, juntamente com a arquitetura tridimensional (3D) formada pelas mesmas, dada em relação a sua proporção, tamanho, morfologia e disposição espacial. Ligas de alumínio são usadas como elementos estruturais em transportes (automotivos, aeroespacial) e em artigos desportivos. Suas vantagens são baixo peso, elevada rigidez específica, além de resistência especifica relativamente alta, particularmente quando submetida à flexão, bens que caminham juntos com os esforços industriais para a redução de peso em produtos. A capacidade das ligas formadas por mais de uma fase em resistir a um carregamento termo-mecânico externo é determinada através dos elementos microestruturais por suas propriedades mecânicas e físicas, sua estabilidade térmica/mecânica e pela disposição geométrica dos mesmos (incluindo tamanho, proporção, morfologia, distribuição, interconectividade, contiguidade). Todos esses parâmetros podem variar durante a produção e serviço e, dessa forma, aspectos físicos como nucleação e crescimento das fases, difusão controlada por mudanças morfológicas ou a coexão entre interfaces devem ser consideradas para entender o comportamento termo-mecânico nessas ligas. Além disso, tais características microestruturais são responsáveis por influenciar eventos como a partição de fases por tensão, estresse localizado bem como nucleação e evolução de danos. A sensibilidade das propriedades mecânicas a mudanças microestruturais em ligas de alumínio estruturais tem sido extensivamente estudada e relatada, mas novos insights podem ser ganhos nos dias de hoje devido aos avanços dos novos métodos de caracterizações, os quais permitem a observação da evolução da microestrutura in-situ e/ou tridimensionalmente. O projeto proposto se concentra na investigação da formação e evolução da disposição tridimensional das fases em determinadas ligas de alumínio estruturais durante tratamentos termo-mecânicos, com o objetivo de controlar a microestrutura e, consequentemente, o comportamento termo-mecânico. Tal proposta requer o uso da teoria referente aos métodos de mapeamento 3D em ensaios in-situ, a fim de revelar a arquitetura interna dessas ligas, juntamente com os métodos de difração in-situ no material bulk, visando determinar a formação e evolução da microestrutura dessas fases bem como sua evolução e resistência durante diferentes condições de carregamento.