Title

ANÁLISE COMPUTACIONAL NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DAS TAXAS DE RESFRIAMENTO DE LIGAS DE ALUMÍNIO ENDURECÍVEIS POR PRECIPITAÇÃO EXPOSTAS AO ENSAIO DE TEMPERABILIDADE JOMINY

NUMERICAL COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL ANALISYS OF COOLING RATES OF ALUMINUM ALLOYS HARDENABLE BY PRECIPITACION TESTING ON JONINY TEST

Authorship

Félix, Lorenzo Marzari; Venturini, Luiz Francisco Rodrigues; Silva, Felipe Leite; Artuso, Flávia Belló; Limberger, Inácio da Fontoura; Molenda, Carlos Henrique de Andrade

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Silva, Felipe Leite

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Artuso, Flávia Belló

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Limberger, Inácio da Fontoura

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Molenda, Carlos Henrique de Andrade

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DOI

10.5151/2594-5327-23109

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Abstract

O avanço dos processos de tratamentos térmico das ligas de alumínio comerciais vem aumentando a facilidade de produção de itens mais resistentes e baratos. A eficiência do tratamento térmico depende do nível de solubilização dos elementos de liga, anteriormente ao envelhecimento artificial, influenciando na formação dos precipitados que causam o aumento da resistência mecânica. Neste trabalho foram determinadas as curvas de resfriamento de três pontos do corpo de prova das ligas de alumínio 6351-T6, 6151-T6 e 2219-T6, simuladas por um modelo numérico-computacional e também obtidas experimentalmente durante o ensaio Jominy. Para a análise computacional numérica foram considerados os fenômenos de convecção natural em torno do corpo de prova e convecção forçada devido ao jato de água incidente, utilizando condições de contorno extraídas da bibliografia. Para a análise experimental corpos de prova foram submetidos ao ensaio de temperabilidade conforme a norma ASTM A255-10, sendo feita a aquisição da temperatura com termopares do tipo K inseridos no interior dos corpos de prova em diferentes regiões. Quando comparados os resultados calculados com os obtidos experimentalmente, estes estão em desacordo, atribuído a não inclusão da turbulência da água na modelação numérica utilizada.

Process advances in aluminum alloys heat treatment increases the feasibility to produce cheaper and stronger products. The efficiency of the heat treatment processes depends on the solubility level of the alloy prior to the artificial aging process affecting the precipitate formation that increases the material mechanical strength. In this work it was determined the cooling curves in three points of the specimen of aluminum alloys 6351-T6, 6151-T6 e 2219- T6 in a numeric computational model and also through experimental data obtained during Jominy end-quench test. In the numerical computational analysis it was considered only the natural convection phenomena around the specimen and forced convection from the water stream incident using boundary conditions extracted from bibliography. In the experimental analysis the specimens were submitted to hardenability test covered by standard ASTM A255-10 and the temperature was obtained using type K thermocouples placed inside the specimen in three different regions. The calculated results disagree with the experimental results achieved. This was attributed to the exclusion of water turbulence in the used numerical model.

Keywords

Ensaio Jominy; Ligas de alumínio; Análise numérica; Curva de resfriamento.

Jominy test; Aluminum alloys; Numerical analysis; Cooling curve.