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Evolução microestrutural e resistências mecânica e ao desgaste de ligas ternárias Al-Bi-Si e Al-Bi-Ni solidificadas unidirecionalmente

Processo: 16/18186-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2016
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia de Transformação
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Amauri Garcia
Beneficiário:José Marcelino da Silva Dias Filho
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):18/11791-2 - Evolução microestrutural e resistências mecânica e ao desgaste de ligas ternárias Al-Bi-Si e Al-Bi-Ni solidificadas unidirecionalmente, BE.EP.PD
Assunto(s):Propriedades mecânicas

Resumo

A caracterização da microestrutura ao longo do processo de solidificação de ligas metálicas é fundamental, uma vez que compreendida a correlação entre as etapas do processo de fabricação e as características do produto final, pode-se planejar a obtenção de componentes com propriedades adequadas. Nesse sentido, relações funcionais que permitam correlacionar parâmetros microestruturais e resistências mecânica e ao desgaste de ligas metálicas é fundamental para a pré-programação do produto final. Ligas binárias Al-Bi têm sido estudadas com foco em aplicações tribológicas, mais especificamente em mancais e componentes internos de motores de combustão. Entretanto, face aos avanços de novos projetos de motores, onde maiores cargas e velocidades de operação exigirão melhores propriedades para suportar o regime de trabalho em temperaturas mais elevadas, ligas binárias Al-Bi não atenderão os requisitos mecânicos que serão exigidos e novas alternativas Al-Bi-X terão que ser buscadas. O objetivo desse trabalho é contribuir para o entendimento das alterações provocadas pela adição de terceiros elementos de liga, em particular Ni e Si, em ligas Al-Bi, com foco na evolução microestrutural e nas propriedades mecânicas e tribológicas decorrentes. Sabe-se que Si e Ni são elementos que induzem fortalecimento da microestrutura, e que Bi atua como lubrificante sólido. Apesar disso, praticamente inexistem trabalhos na literatura focados na evolução microestrutural, caracterização das fases e propriedades de aplicação de ligas dos sistemas ternários Al-Bi-Si e Al-Bi-Ni. Nesse trabalho pretende-se realizar uma ampla varredura experimental, abordando a evolução microestrutural de ligas desses sistemas ternários, avaliando fases, morfologias e suas escalas características ao longo da solidificação. Para tanto, essa ligas serão solidificadas em regime transitório e em uma ampla faixa de taxas de resfriamento durante a solidificação unidirecional. Serão experimentalmente determinados os parâmetros térmicos de solidificação: velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (V), gradiente térmico (G), e taxa de resfriamento (T ). Serão desenvolvidas leis de crescimento correlacionando parâmetros microestruturais e térmicos e relações funcionais entre propriedades de tração e resistência ao desgaste em função da escala representativa da microestrutura. Para complementar a compreensão da evolução microestrutural dessas ligas pretende-se realizar filmagens in situ durante o crescimento direcional Bridgman de algumas composições desses ternários utilizando uma técnica específica de raios X, a serem realizadas no Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP) - Aix Marseille Université (AMU), França, através de estágio de pesquisa (BEPE-FAPESP). (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)
LIMA, THIAGO SOARES; DE GOUVEIA, GUILHERME LISBOA; SEPTIMIO, RUDIMYLLA DA SILVA; DA CRUZ, CLARISSA BARROS; SILVA, BISMARCK LUIZ; BRITO, CRYSTOPHER; SPINELLI, JOSE EDUARDO; CHEUNG, NOE. Sn-0.5Cu(-x)Al Solder Alloys: Microstructure-Related Aspects and Tensile Properties Responses. METALS, v. 9, n. 2 FEB 2019. Citações Web of Science: 0.
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XAVIER, MARCELLA G. C.; SILVA, BISMARCK L.; GARCIA, AMAURI; SPINELLI, JOSE E. High Cooling Rate, Regular and Plate Like Cells in Sn-Ni Solder Alloys. ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, v. 20, n. 7 JUL 2018. Citações Web of Science: 0.
DIAS, MARCELINO; COSTA, THIAGO A.; SOARES, THIAGO; SILVA, BISMARCK L.; CHEUNG, NOE; SPINELLI, JOSE E.; GARCIA, AMAURI. Tailoring Morphology and Size of Microstructure and Tensile Properties of Sn-5.5 wt.%Sb-1 wt.%(Cu,Ag) Solder Alloys. JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, v. 47, n. 2, p. 1647-1657, FEB 2018. Citações Web of Science: 0.
DIAS, MARCELINO; COSTA, THIAGO A.; SILVA, BISMARCK L.; SPINELLI, JOSE E.; CHEUNG, NOE; GARCIA, AMAURI. A comparative analysis of microstructural features, tensile properties and wettability of hypoperitectic and peritectic Sn-Sb solder alloys. MICROELECTRONICS RELIABILITY, v. 81, p. 150-158, FEB 2018. Citações Web of Science: 6.
Transient Unidirectional Solidification, Microstructure and Intermetallics in Sn-Ni Alloys. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, n. ahead, p. -, 2018.
Correlations of microstructure and mechanical properties of the ternary Sn-9wt%Zn-2wt%Cu solder alloy. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, n. ahead, p. -, 2018.
CLARISSA BARROS DA CRUZ; RAFAEL KAKITANI; MARCELLA GAUTÊ CAVALCANTE XAVIERB; BISMARCK LUIZ SILVA; AMAURI GARCIA; NOÉ CHEUNG; JOSÉ EDUARDO SPINELLI. Transient Unidirectional Solidification, Microstructure and Intermetallics in Sn-Ni Alloys. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 21, p. -, 2018.
DA CRUZ, CLARISSA BARROS; KAKITANI, RAFAEL; CAVALCANTE XAVIER, MARCELLA GAUTE; SILVA, BISMARCK LUIZ; GARCIA, AMAURI; CHEUNG, NOE; SPINELLI, JOSE EDUARDO. Transient Unidirectional Solidification, Microstructure and Intermetallics in Sn-Ni Alloys. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 21, n. 1 2018. Citações Web of Science: 0.
SILVA, BISMARCK LUIZ; SPINELLI, JOSE EDUARDO. Correlations of microstructure and mechanical properties of the ternary Sn-9wt%Zn-2wt%Cu solder alloy. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 21, n. 2, p. -, 2018. Citações Web of Science: 0.

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