Correlação entre microestrutura e propriedades mecânicas de liga formadora de fase quasicristalina obtida por fusão seletiva a laser

• Processo: 18/04209-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2018
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Piter Gargarella
• Beneficiário: Aylanna Priscila Marques de Araújo
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/05987-8 - Processamento e caracterização de ligas metálicas amorfas, metaestáveis e nano-estruturadas, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/03010-3 - Fusão seletiva a laser de ligas a base de alumínio formadoras de fase quasicristalina, BE.EP.MS
• Assunto(s): Fusão seletiva a laser Ligas de alumínio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fusão seletiva a laser | Ligas de alumínio | Manufatura Aditiva | Quasicristais | Processamento de Materiais Metálicos

Resumo

A precipitação de fase quasicristalina em matriz dendrítica de Al propicia uma elevada resistência mecânica e ao desgaste, principalmente a elevadas temperaturas, tornando as ligas a base de Al formadoras de fases quasicristalina promissoras para a aplicação como moldes e matrizes. No entanto, para a formação da fase quasicristalina, uma alta taxa de resfriamento deve ser imposta ao material (da ordem de 103 K/s), o que geralmente só é possível em material com forma de pó ou fita, com espessura reduzida. Moldes e matrizes geralmente apresentam geometria complexa, sendo fabricados através de complexos processos de usinagem, limitando as possibilidades de design da peça. Uma rota alternativa para a produção dessas matrizes e moldes seria processos de manufatura aditiva, onde a peça é construida camada por camada, o que permite a produção de moldes com geometria complexa, com canais de refrigeração internos. Entre os processos de manufatura aditiva está o processamento de Fusão Seletiva por Laser (FSL). Esse processo, além de permitir a produção de peças com geometrias complexas e densidade customizada, também permite atingir altas taxas de resfriamento no material processado (pode chegar a 105K/s), o que permitiria, por exemplo, a obtenção das fases quasicristalinas em ligas a base de Al. Considerando isso, o presente projeto visa investigar a microestrutura e formação de fases da liga formadora de fase quasicristalina Al91Fe4Cr3Ti2 obtida através do método de FSL e investigar as suas propriedades mecânicas em diferentes temperaturas. Será feito um estudo detalhado visando compreender a solidificação da peça e a dinâmica do processo e como as características microestruturais afetam as propriedades mecânicas. Primeiramente, testes serão realizados com intuito de encontrar os parâmetros mais adequados para produção de amostras por FSL visando uma microestrutura e densidade adequada. A melhor combinação de parâmetros será utilizada para fabricar amostras que serão caracterizadas com relação a sua estrutura, estabilidade térmica e mecânica através de ensaio de difratômetria de raios X, calorimetria diferencial de varredura, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, ensaios mecânicos de tração em diferentes temperaturas e de dureza. (AU)

Publicações científicas

(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)

DE ARAUJO, AYLANNA P. M.; KIMINAMI, CLAUDIO S.; UHLENWINKEL, VOLKER; GARGARELLA, PITER. High-temperature tensile properties of an aluminum quasicrystal-forming alloy manufactured by laser powder bed fusion. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING, v. 886, p. 10-pg., 2023-10-17. (13/05987-8, 17/27031-4, 18/04209-5)

DE ARAUJO, AYLANNA P. M.; KIMINAMI, CLAUDIO S.; UHLENWINKEL, VOLKER; GARGARELLA, PITER. Processability of recycled quasicrystalline Al-Fe-Cr-Ti composites by selective laser melting- A statistical approach. MATERIALIA, v. 22, p. 23-pg., 2022-03-03. (18/04209-5, 17/27031-4, 16/11309-0)

DE ARAUJO, AYLANNA P. M.; PAULY, SIMON; BATALHA, RODOLFO L.; COURY, FRANCISCO G.; KIMINAMI, CLAUDIO S.; UHLENWINKEL, VOLKER; GARGARELLA, PITER. Additive manufacturing of a quasicrystal-forming Al95Fe2Cr2Ti1 alloy with remarkable high-temperature strength and ductility. ADDITIVE MANUFACTURING, v. 41, MAY 2021. (18/04209-5, 19/03010-3, 17/27031-4, 13/05987-8)