Tenacidade a fratura de liga de alumínio formadora de fase quasicristalina fabricada por manufatura aditiva

• Processo: 22/15435-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Piter Gargarella
• Beneficiário: Erlifas Moreira Rocha
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/27031-4 - Influência de parâmetros de processo nas características metalúrgicas de peças fabricadas por manufatura aditiva, AP.JP
• Assunto(s): Ligas de alumínio Impressão tridimensional Tenacidade à fratura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atomização a Gás | Fusão em Leito de Pó a Laser | Ligas de alumínio | Manufatura Aditiva | Quasicristais | tenacidade à fratura | Manufatura aditiva

Resumo

O grupo de pesquisa do DEMa/UFSCar mostrou recentemente que é possível obter fase quasicristalina metaestável em peças de grande volume de ligas Al-Fe-Cr-Ti fabricadas por Fusão em Leito de pó a Laser (L-PBF). Essas ligas são promissoras em aplicações como matrizes e peças estruturais pois possuem elevada resistência específica e ao desgaste, especialmente para aplicações em altas temperaturas. É esperado que essas ligas apresentem elevada tenacidade a fratura devido a uma microestrutura que combina a presença de fase quasicristalina de alta resistência e com morfologia esférica em uma matriz dendrítica dúctil de alumínio bastante refinada devido as altas taxas de resfriamento envolvidas no processo de L-PBF (podendo chegar a 105 K/s). Testes de tenacidade a fratura nunca foram realizados até então para essas ligas pois não era possível obter peças de grande volume dessas ligas com as dimensões corretas para esse ensaio através das rotas de fabricação tradicionais. O presente projeto tem como objetivo investigar a tenacidade a fratura de liga Al-Fe-Cr-Ti fabricada por L-PBF. Primeiro será realizado etapa para otimização dos parâmetros do processo L-PBF com objetivo de obter a melhor combinação de parâmetros para se produzir amostras de alta densidade e com menor quantidade de defeitos estruturais. Essa combinação de parâmetros otimizada será utilizada para produzir amostras para ensaio de tenacidade a fratura CTOD, seguindo a norma ASTM E1290. Essas amostras serão fabricadas em diferentes direções de construção (0, 45 e 90º) visando investigar a influência desse parâmetro na tenacidade a fratura das peças. As amostras serão então usinadas para formação do entalhe e ensaio de fadiga será realizado para geração da pré-trinca. A microestrutura e formação de fases dessas amostras serão avaliadas por microscopia ótica e eletrônica de varredura (MEV) e trasmissão (MET), difração de raios X (DRX), e calorimetria diferencial exploratório (DSC). Ao final, será correlacionado a microestrutura e formação de fases, a tenacidade a fratura e os parâmetros de processo com o objetivo de entender melhor a influência desses parâmetros nessa propriedade.